專利名稱：一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境模擬裝置，特別是關(guān)于一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境 模擬裝置。
背景技術(shù)：
在工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的同時，大氣環(huán)境的污染也隨之加劇。復(fù)雜的氣象和污染的環(huán) 境會使絕緣子的電氣強度明顯下降，造成絕緣子串的閃絡(luò)，進而導(dǎo)致大規(guī)模停電事故。此外 由于電力需求不斷增大，特高壓輸電成為提升我國電網(wǎng)輸送能力的重要手段，而特高壓線 路對可靠性的要求要高于高壓線路。在特高壓狀態(tài)下，絕緣子在不同環(huán)境中的染污放電問 題對電力系統(tǒng)的設(shè)計、安全運行和發(fā)展非常重要，這也是選擇外絕緣水平的重要考量因素， 因此，有必要針對該問題進行深入研究，提高復(fù)雜氣象條件下絕緣子的電氣強度和高海拔 地區(qū)特高壓輸電線路運行的安全。目前，為了研究污穢絕緣子的閃絡(luò)特性，國內(nèi)外不僅對輸電線路的運行狀況進行 了長期的調(diào)查分析，還從試驗的角度對絕緣子在污穢狀態(tài)下的閃絡(luò)電壓或耐受電壓與污穢 度、氣壓等之間的關(guān)系進行了長期的研究，分析了影響污穢絕緣子閃絡(luò)特性的因素。然而， 目前國內(nèi)外的環(huán)境模擬實驗設(shè)備主要是針對單一氣象條件進行模擬，盡管有一些綜合環(huán)境 模擬實驗裝置，但這些裝置對復(fù)雜氣象條件的模擬也不夠全面。例如現(xiàn)有技術(shù)所公開的一 種多功能人工氣候室系統(tǒng)，雖然可以人工模擬高海拔、覆冰、污穢等氣象條件，但缺少獨立 的融冰系統(tǒng)，其僅依靠實驗室的溫度控制系統(tǒng)來實現(xiàn)融冰，不僅能耗大、成本高，且不易控 制融冰速度。另外，目前國內(nèi)研制的用于電氣實驗的人工氣候罐體積較小，無法滿足對超高 壓、特高壓絕緣子和大型絕緣子串閃絡(luò)特性的研究。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種集多種環(huán)境模擬系統(tǒng)于一體，能夠滿足 對超、特高壓大型絕緣子閃絡(luò)特性進行研究的用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán) 境模擬裝置，它包括一環(huán)境模擬艙，其特征在于所述環(huán)境模擬艙內(nèi)設(shè)置有一空氣換熱循環(huán) 系統(tǒng)和一融冰系統(tǒng)，所述環(huán)境模擬艙還包括一覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)、一水處理系統(tǒng)、 一熱霧系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、一制冷系統(tǒng)、一抽真空及排霧系統(tǒng)、一測控系統(tǒng)和一為試 件提供高壓帶電狀態(tài)的特高壓電源系統(tǒng)；所述空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境模擬 艙緊貼內(nèi)壁處的兩風(fēng)道，所述兩風(fēng)道的下方分別設(shè)置一回風(fēng)口，所述兩風(fēng)道的上方連接一 送風(fēng)孔板，所述送風(fēng)孔板上均勻設(shè)置有若干送風(fēng)孔，所述兩風(fēng)道的內(nèi)下部分別設(shè)置一冷風(fēng) 機組；所述融冰系統(tǒng)包括間隔設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)壁的至少兩組的熱輻射燈；所述淋 雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙外部、并聯(lián)的三個儲水箱，所述三個 儲水箱的進水端連接所述水處理系統(tǒng)的出水管道，出水端連接一恒溫水箱，所述恒溫水箱 連接一水泵機組，所述水泵機組出來的管路并列連接一淋雨管道、一冷霧管道和一覆冰用水管道，所述淋雨管道的另一端連接到設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)部的雨排上，所述冷霧管道的另一端連接在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)壁間隔設(shè)置的冷霧噴嘴上，所述覆冰用水管道的另一 端連接在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)壁設(shè)置的噴嘴陣列上；所述水處理系統(tǒng)的出水管路連接所述覆 冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)和熱霧系統(tǒng)；所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的管路連接所述制冷系統(tǒng)和抽 真空及排霧系統(tǒng)；所述測控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與各系統(tǒng)進行參數(shù)傳遞和數(shù)據(jù)交換，以控制所述 空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)、融冰系統(tǒng)、覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、熱霧系統(tǒng)、冷卻水 循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和抽真空及排霧系統(tǒng)的動作。所述空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)中的所述兩冷風(fēng)機組的上方分別設(shè)置一調(diào)溫電加熱器。所述融冰系統(tǒng)中的各個所述熱輻射燈后方分別設(shè)置有一對光線進行匯聚的旋轉(zhuǎn)拋物面式燈罩，各個所述熱輻射燈組分別連接一調(diào)節(jié)電加熱功率的裝置。所述淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)中的所述三個儲水箱的左、右兩側(cè)分別設(shè)置有一手動調(diào)節(jié)閥；所述恒溫水箱內(nèi)設(shè)置有一冷卻盤管，所述恒溫水箱外部設(shè)置有一電加熱器，所 述電加熱器連接所述恒溫水箱內(nèi)的一加熱盤管；所述冷卻盤管的兩端分別連接一小型制冷 機組的出水管路和進水管路，所述出水管路和進水管路之間設(shè)置一氣動調(diào)節(jié)閥，所述小型 制冷機組分別與一機組冷凝器和一油冷卻器連通；所述機組冷凝器和油冷卻器的進水口連 接所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的出水管路，所述機組冷凝器和油冷卻器的出水口連接所述冷卻水 循環(huán)系統(tǒng)的回水管路；所述淋雨管道和冷霧管道上分別串聯(lián)連接一氣動調(diào)節(jié)閥；所述覆冰 用水管道上串聯(lián)連接一電動調(diào)節(jié)閥；所述噴嘴陣列的背面相應(yīng)安裝有多個垂直排列的軸流 風(fēng)機。所述水處理系統(tǒng)包括一水處理設(shè)備，所述水處理設(shè)備連接一進水管道，所述水處理設(shè)備的出口端連接兩條出水管道，其中一所述出水管道上通過一手動調(diào)節(jié)閥連接所述熱 霧系統(tǒng)，另一條所述出水管道的另一端連接所述覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)。所述熱霧系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙外部兩并聯(lián)的電熱蒸汽鍋爐，所述兩電熱蒸汽鍋爐的一端連接所述水處理系統(tǒng)中的出水管道，另一端連接所述熱霧管道，所述熱 霧管道上依次串聯(lián)一真空表和一氣動調(diào)節(jié)閥，最后連接到設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)的熱霧 噴口上。所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括一冷卻塔，所述冷卻塔上分別設(shè)置有回水管道和冷卻水管道，其中一所述冷卻水管道經(jīng)過一電子水處理器并列連接三個冷卻水泵，所述三個冷卻 水泵的另一端連接兩條出水管路。所述制冷系統(tǒng)包括兩螺桿壓縮冷凝機，所述兩冷凝機分別與一水冷式冷凝器和一水冷式油冷卻器連通，所述冷凝器和油冷卻器的輸入端連接所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的出水 管路，所述冷凝器和油冷卻器的輸出端連接所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的回水管路，所述兩冷 凝機的出口端分別與一汽液分離器形成循環(huán)管路，兩所述汽液分離器的輸出端連接一制冷 劑流出管路，輸入端連接兩條制冷蒸汽流入管路。所述抽真空及排霧系統(tǒng)主要由三臺主抽泵及一臺維持泵并列連接而成，所述三臺主抽泵和一臺維持泵共同通過一抽氣管道與所述環(huán)境模擬艙連通；所述抽氣管道上設(shè)置一 真空調(diào)節(jié)閥，所述真空調(diào)節(jié)閥前面并聯(lián)連接一排霧管道，所述排霧管道上依次設(shè)置有一電 動調(diào)節(jié)閥和一排霧風(fēng)機；所述真空調(diào)節(jié)閥另一端并聯(lián)連接一調(diào)節(jié)閥、所述三臺主抽泵和一 臺維持泵，所述三臺主抽泵和一臺維持泵的前端分別依次串聯(lián)一止回閥和一氣動調(diào)節(jié)閥；所述三臺主抽泵和一臺維持泵還分別與一排空管道及所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水管 道和回水管道連通。所述測控系統(tǒng)包括一主控模塊，主控模塊連接一界面管理模塊、一實時控制模塊、 一數(shù)據(jù)管理模塊、一任務(wù)管理模塊、一實時監(jiān)控模塊和一硬件管理模塊；設(shè)置在各個分系統(tǒng) 溫度傳感器、真空度傳感器和水流傳感器將采集到的數(shù)據(jù)信息傳送給所述實時監(jiān)控模塊和 實時控制模塊，所述實時控制模塊將數(shù)據(jù)進行處理轉(zhuǎn)換，分別傳送給所述數(shù)據(jù)管理模塊和 主控模塊，通過所述界面管理模塊進行人機交互，將所要完成的任務(wù)通過所述主控模塊傳 送給任務(wù)管理模塊。所述測控系統(tǒng)還包括一監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括若干轉(zhuǎn)動攝像頭。在所述環(huán)境模擬艙的大艙門正上方設(shè)置有一緊急復(fù)壓系統(tǒng)，緊急復(fù)壓系統(tǒng)包括一 快開復(fù)壓閥，所述快開復(fù)壓閥連接有一過濾器；在所述環(huán)境模擬艙的外部設(shè)置有一手動放 氣閥；在所述環(huán)境模擬艙的外部還設(shè)置有兩機械壓力表。所述環(huán)境模擬艙中部為一圓柱型直筒，罐體體上、下端均為球冠型封頭，罐體地面 高度上分別設(shè)置有一大艙門和一小艙門。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明包括環(huán)境模擬艙、空氣 換熱循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、抽真空及排霧系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、熱霧系統(tǒng)、覆 冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)、融冰系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)相互配合作用，使環(huán)境模擬艙集高海拔、 覆冰、污穢、下雨等多種環(huán)境模擬實驗功能于一體，可適應(yīng)大型化、多參數(shù)環(huán)境模擬試驗的 要求，是目前世界上最大的污穢_覆冰_淋雨_低氣壓多功能污穢及環(huán)境試驗室。2、本發(fā) 明在環(huán)境模擬艙內(nèi)設(shè)置有空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)，空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)中的兩冷風(fēng)機組可將環(huán)境 模擬艙內(nèi)的空氣分別經(jīng)由兩回風(fēng)口抽入到兩風(fēng)道中，并對空氣進行冷卻，并通過調(diào)節(jié)調(diào)溫 電加熱器的加熱功率來對空氣溫度進行控制，處理后的冷空氣向上進入穩(wěn)壓層，然后又通 過送風(fēng)孔板上均勻設(shè)置的送風(fēng)口，由上至下進入環(huán)境模擬艙內(nèi)，實現(xiàn)了環(huán)境模擬艙內(nèi)的空 氣換熱循環(huán)，并且可使冷風(fēng)溫度均勻，送風(fēng)氣流均勻。3、本發(fā)明在環(huán)境模擬艙的外部設(shè)置 有冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)冷卻后的水可以為淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)和制 冷系統(tǒng)提供冷卻用水。4、本發(fā)明在環(huán)境模擬艙體的外部設(shè)置有制冷系統(tǒng)，經(jīng)過制冷系統(tǒng)處 理后的低溫低壓制冷劑液體經(jīng)過管道通往環(huán)境模擬艙內(nèi)的冷風(fēng)機組，換熱后，變?yōu)槠夯?合物通過管道流入兩汽液分離器，進行氣液分離，制冷劑蒸汽在壓縮機內(nèi)被壓縮，壓力升高 后，進入冷凝器，高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)被冷卻凝結(jié)為高壓的制冷劑液體，制冷 劑液體再通過螺桿壓縮冷凝機的膨脹閥降低壓力，成為低溫低壓制冷劑液體，實現(xiàn)制冷過 程。5、本發(fā)明在環(huán)境模擬艙的外部設(shè)置有抽真空及排霧系統(tǒng)，通過抽真空及排霧系統(tǒng)可以 調(diào)節(jié)環(huán)境模擬艙內(nèi)的氣壓，模擬試驗所需的高海拔低氣壓環(huán)境，并可以解決熱霧在環(huán)境模 擬艙的罐體上部不易排放的問題。6、本發(fā)明在環(huán)境模擬艙的外部設(shè)置有水處理系統(tǒng)，水處 理系統(tǒng)可以為覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)提供電導(dǎo)率小于lOys/cm的去離子水及軟化 水，并為熱霧系統(tǒng)提供軟化水。7、本發(fā)明在環(huán)境模擬艙的外部設(shè)置有熱霧系統(tǒng)，熱霧系統(tǒng)可 以為絕緣子污穢試驗提供飽和水蒸氣，即熱霧，提供了熱霧的試驗環(huán)境。8、本發(fā)明在環(huán)境模 擬艙的外部及內(nèi)部設(shè)置有淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)，淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)可以為 高壓、特高壓輸電設(shè)備的淋雨試驗?zāi)M淋雨現(xiàn)象，為絕緣子人工覆冰閃絡(luò)試驗提供需要的 超聲波微霧并實現(xiàn)試件表面覆冰狀態(tài)，且可模擬自然界刮風(fēng)情況下的覆冰過程。9、本發(fā)明在環(huán)境模擬艙的內(nèi)部設(shè)置有融冰系統(tǒng)，融冰系統(tǒng)采用輻射加熱的方法進行融冰，只需要對 試件進行局部加熱即可完成融冰，無需為了融冰而使整個模擬艙內(nèi)的溫度回升到0°C以上， 因此非常節(jié)能，運行成本低，從融冰試驗到下一組覆冰試驗無需經(jīng)過漫長的降溫過程，并且 采用非接觸融冰技術(shù)實現(xiàn)加熱，不在絕緣子試件周圍形成任何氣流；通過調(diào)壓或調(diào)功裝置 可調(diào)整系統(tǒng)加熱功率，易于控制。本發(fā)明系統(tǒng)之間配合巧妙，并且通過測控系統(tǒng)統(tǒng)一操作管 理，集高海拔、覆冰、污穢、下雨等多種環(huán)境模擬實驗功能于一體，可廣泛適應(yīng)于大型化、多 參數(shù)環(huán)境模擬試驗的過程中。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明環(huán)境模擬艙外部示意圖
圖3是本發(fā)明空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖
圖4是本發(fā)明冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)示意圖
圖5是本發(fā)明抽真空及排霧系統(tǒng)示意圖
圖6是本發(fā)明環(huán)境模擬艙和抽真空及排霧系統(tǒng)的關(guān)系示意圖
圖7是本發(fā)明水處理系統(tǒng)、熱霧系統(tǒng)和覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)示意圖
圖8是本發(fā)明融冰系統(tǒng)俯視示意圖
圖9是本發(fā)明融冰系統(tǒng)和環(huán)境模擬艙的關(guān)系示意圖
圖10是本發(fā)明環(huán)境模擬艙俯視示意圖
圖11是本發(fā)明測控系統(tǒng)示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1所示，本發(fā)明包括一環(huán)境模擬艙1、一空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)2、一冷卻水循環(huán)系 統(tǒng)3、一制冷系統(tǒng)4、一抽真空及排霧系統(tǒng)5、一水處理系統(tǒng)6、一熱霧系統(tǒng)7、一覆冰淋雨及 超聲波霧化系統(tǒng)8、一融冰系統(tǒng)9、一緊急復(fù)壓系統(tǒng)10、一測控系統(tǒng)11和一特高壓電源系統(tǒng) 13。試驗過程中，環(huán)境模擬艙1內(nèi)掛設(shè)一絕緣子試件14，絕緣子試件14通過特高壓電源系 統(tǒng)13提供高電壓。如圖2所示，環(huán)境模擬艙1為一大型罐體，其包括一艙體，艙體的中部為一圓柱型 直筒，艙體的上端為向上方凸起的球冠型封頭，下端略向艙體內(nèi)凸起。艙體內(nèi)的下部設(shè)置有 一地板，艙體地面高度上分別設(shè)置有一大艙門15和一小艙門16，大艙門15和小艙門16之 間的夾角大約是45°。環(huán)境模擬艙由16MnR鋼材及碳鋼加強筋加工制造而成，耐低溫低氣 壓，艙體內(nèi)徑為022000mm，直筒段高25000mm，艙體總高約32373mm。大艙門15的有效尺 寸為3000mmX 3800mm，小艙門16的有效尺寸為1800mmX 2000mm，大艙門15和小艙門16采 用鋼材焊接而成，并采用“0”型氟橡膠密封圈對大、小艙門14、15的法蘭進行密封，以保證 艙體的密閉和保溫性能。為了達到制冷過程中保溫的效果，防止冷橋現(xiàn)象的產(chǎn)生，整個艙體 外表面還噴涂有保溫材料。如圖3所示，空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)2包括設(shè)置在環(huán)境模擬艙1內(nèi)壁上、兩豎直相對著 的冷風(fēng)風(fēng)道21，冷風(fēng)風(fēng)道21與環(huán)境模擬艙1的頂、底兩端之間均留有間隙。一送風(fēng)孔板22，設(shè)置在試驗艙1內(nèi)的頂部，其上均勻布滿孔眼，送風(fēng)孔板22與兩冷風(fēng)風(fēng)道21的上方端口連 接，在送風(fēng)孔板22與環(huán)境模擬艙1的頂壁之間形成一頂部風(fēng)道23，兩冷風(fēng)風(fēng)道21與頂部風(fēng) 道23連通。兩冷風(fēng)風(fēng)道21的下端口內(nèi)分別設(shè)置有一冷風(fēng)機24，兩冷風(fēng)機24可以分別對兩冷風(fēng)風(fēng)道21中的氣流進行冷卻，并且為氣流循環(huán)提供動力，兩冷風(fēng)機組24的上方分別設(shè) 置一調(diào)溫電加熱器25，兩冷風(fēng)風(fēng)道21的下方與環(huán)境模擬艙1內(nèi)下壁之間形成兩送風(fēng)口 26。 調(diào)溫電加熱器25用于調(diào)節(jié)環(huán)境模擬艙1內(nèi)的溫度，環(huán)境模擬艙1內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫 度傳感器將采集到的數(shù)輸送給測控系統(tǒng)11，由測控系統(tǒng)11進行存儲、狀態(tài)判斷，然后既可 以通過手動調(diào)節(jié)電加熱器25的輸出功率進行溫度調(diào)節(jié)，也可以根據(jù)試驗溫度的設(shè)定值自 動調(diào)節(jié)電加熱器25的輸出功率，實現(xiàn)對溫度控制的自動控制。試驗過程中，環(huán)境模擬艙1內(nèi)的空氣在冷風(fēng)機24的作用下，從送風(fēng)口 26被抽入冷 風(fēng)風(fēng)道21，并沿冷風(fēng)風(fēng)道21向上流動，進入送風(fēng)孔板22上方的頂部風(fēng)道23中，然后通過送 風(fēng)孔板22上的送風(fēng)孔，自上而下流過絕緣子試件14的周圍，對其周圍環(huán)境進行冷卻。當(dāng)氣 流流到試驗艙1的底部時，又從兩回風(fēng)口 26被兩冷風(fēng)機24抽入并經(jīng)調(diào)溫電加熱器25調(diào)節(jié) 溫度后，進入冷風(fēng)風(fēng)道21中循環(huán)流動。這種循環(huán)冷卻方法對大型試驗艙非常有效，能夠有 效避免絕緣子試件14周圍形成溫度不均勻的氣流，可使試驗艙內(nèi)各位置的溫度均勻，且使 絕緣子試件14自上至下溫度差較小，一般不大于1°C。如圖4所示，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3設(shè)置在環(huán)境模擬艙1的外部，其包括一冷卻塔31， 冷卻塔31上分別設(shè)置有回水管道32和冷卻水管道33，其中一冷卻水管道33經(jīng)過一電子水 處理器34，并列連接三個冷卻水泵35，三個冷卻水泵35的另一端連接出水管路36和出水 管路37，出水管路36負責(zé)為淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)8提供冷卻用水，出水管路37負責(zé) 為制冷系統(tǒng)4提供冷卻水。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)提供的冷卻水從制冷系統(tǒng)4和抽真空及排霧系 統(tǒng)5帶走熱量，通過回水管道32進入冷卻塔31，冷卻塔31是一種將水冷卻的裝置，溫度較 高的水自上而下流經(jīng)冷卻塔31的散熱片，塔頂兩臺風(fēng)機轉(zhuǎn)動使空氣強行通過散熱片，從而 使水溫降低，形成循環(huán)，以保證上述系統(tǒng)正常運行所必需的熱交換過程。如圖4所示，制冷系統(tǒng)4設(shè)置在環(huán)境模擬艙體1的外部，其包括兩螺桿壓縮冷凝機 41，兩冷凝機41的制冷端分別連接一水冷式冷凝器42和水冷式油冷卻器43，冷凝器42和 油冷卻器43的進水口連接冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3的出水管路37，出水管路37為冷凝器42和水 冷式油冷卻器43提供冷卻水，冷凝器42和油冷卻器43的回水口連接回水管路32，用過的 冷卻水通過回水管路32流入冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3中。兩冷凝機41的輸出端分別與一汽液分 離器44形成循環(huán)回路，兩汽液分離器44的輸出端連接制一冷劑流出管路45，兩汽液分離 器44的輸入端連接兩條制冷蒸汽流入管路46、47。制冷系統(tǒng)4的制冷過程為低溫低壓制 冷劑液體經(jīng)過管道45通往環(huán)境模擬艙1內(nèi)的冷風(fēng)機組24，在冷風(fēng)機組24的蒸發(fā)排營內(nèi)，制 冷劑吸收空氣的熱量并氣化后，制冷劑汽液混合物通過管道45、47流入兩汽液分離器44， 進行氣液分離后，制冷劑蒸汽被吸入螺桿壓縮冷凝機41的壓縮機，制冷劑蒸汽在壓縮機內(nèi) 被壓縮，壓力升高后，進入冷凝器42，高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器42內(nèi)被冷卻凝結(jié)為 高壓的制冷劑液體，制冷劑液體再通過螺桿壓縮冷凝機41的膨脹閥降低壓力，成為低溫低 壓制冷劑液體，實現(xiàn)制冷過程。制冷過程中，通過設(shè)置在環(huán)境模擬艙體1內(nèi)部的傳感器將采 集到的數(shù)據(jù)和參數(shù)傳遞給測控系統(tǒng)11，由測控系統(tǒng)11對每臺壓縮冷凝機41的運行進行控 制，當(dāng)壓縮冷凝機41的排氣壓力超高或油溫超高等時，可以進行停機保護等安全措施。
上述實施例中，兩螺桿壓縮冷凝機41的型號分別是NJLGF290D和NJLGF580D，并配 套八臺LLAF-580冷風(fēng)機。如圖5所示，抽真空及排霧系統(tǒng)5設(shè)置在環(huán)境模擬艙1的外部，負責(zé)調(diào)節(jié)環(huán)境模擬 艙1內(nèi)的氣壓，模擬試驗所需的高海拔低氣壓環(huán)境，并負責(zé)解決熱霧在環(huán)境模擬艙1的罐體 上部不易排放的問題。抽真空及排霧系統(tǒng)5主要由三臺主抽泵51及一臺維持泵52并列連 接而成，并通過一抽氣管道53與環(huán)境模擬艙1連通。抽氣管道53上設(shè)置一真空調(diào)節(jié)閥54， 真空調(diào)節(jié)閥54為抽氣主管道的閥門，一般為全開狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)開度可調(diào)節(jié)抽氣速率。在 真空調(diào)節(jié)閥54前端還并聯(lián)連接一排霧管道55，排霧管道55上依次設(shè)置有一電動調(diào)節(jié)閥56 和一排霧風(fēng)機57，用于模擬環(huán)境模擬艙1內(nèi)的排霧。真空調(diào)節(jié)閥54另一端并聯(lián)連接一調(diào)節(jié) 閥58、三臺主抽泵51和一維持泵52，在環(huán)境模擬艙1內(nèi)的氣壓達到設(shè)定值時，調(diào)節(jié)閥58的 閥門自動打開并調(diào)整開度，和維持泵52配合調(diào)節(jié)環(huán)境模擬艙1內(nèi)的氣壓，使氣壓穩(wěn)定。三 臺主抽泵51和一臺維持泵52的前端分別依次串聯(lián)一止回閥59和一氣動調(diào)節(jié)閥510，以調(diào) 節(jié)氣流量、切斷或接通管路。三臺主抽泵51和一臺維持泵52還分別與一排空管道511及 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3中的冷卻水管道33和回水管道32連通。在環(huán)境模擬艙1內(nèi)設(shè)置有一真 空度傳感器，真空度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳送給測控系統(tǒng)11，由測控系統(tǒng)11進行判斷， 然后可以通過手動或自動控制真空調(diào)節(jié)閥54來實現(xiàn)真空度的調(diào)節(jié)。抽真空及排霧系統(tǒng)5中的抽真空系統(tǒng)的工作原理為先將環(huán)境模擬艙1密閉，再開 啟制冷系統(tǒng)4，使制冷系統(tǒng)4工作。當(dāng)環(huán)境模擬艙1達到設(shè)定的溫度后，關(guān)閉制冷系統(tǒng)4，開 啟抽真空及排霧系統(tǒng)5中的抽真空系統(tǒng)，為環(huán)境模擬艙1抽真空。由于環(huán)境模擬艙1是密 封的，制冷系統(tǒng)4在工作時，只會影響環(huán)境模擬艙1內(nèi)空氣的溫度，而不會有質(zhì)量交換，因此 通過控制抽真空系統(tǒng)的抽氣量，即向環(huán)境模擬艙1外的排氣量，即可實現(xiàn)不同氣壓下的低 溫模擬環(huán)境。上述過程只能先開啟制冷系統(tǒng)4在開啟抽真空系統(tǒng)，因為如果先開啟抽真空 系統(tǒng)，再開啟制冷系統(tǒng)4，則在真空狀態(tài)下，環(huán)境模擬艙1內(nèi)空氣稀薄，熱量交換差，導(dǎo)致制 冷系統(tǒng)4工作能力下降。如圖5、圖6所示，抽真空及排霧系統(tǒng)5中的排霧系統(tǒng)的工作原理為環(huán)境模擬艙 1需要排霧時，先關(guān)閉主抽泵51和維持泵52及真空調(diào)節(jié)閥54，然后打開設(shè)置在環(huán)境模擬艙 1外的一快開復(fù)壓閥17，待環(huán)境模擬艙1內(nèi)達到一個大氣壓后，霧氣經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥56，由排 霧風(fēng)機57引出。上述實施例中，三臺主抽泵為CBF430水環(huán)真空泵，維持泵為CBF360水環(huán)真空泵。上述實施例中，在環(huán)境模擬艙1的外部還設(shè)置有一手動放氣閥512，手動放氣閥 512可以對環(huán)境模擬艙1進行手動復(fù)壓。上述實施例中，在環(huán)境模擬艙1的外部還設(shè)置有兩機械壓力表513，用于觀測環(huán)境 模擬艙1內(nèi)的壓力值。上述實施例中，環(huán)境模擬艙1內(nèi)的試驗參數(shù)調(diào)節(jié)是通過控制分別與三臺主抽泵51 和一臺維持泵52串聯(lián)的氣動調(diào)節(jié)閥510來實現(xiàn)的。如圖7所示，水處理系統(tǒng)6設(shè)置在環(huán)境模擬艙1的外部，負責(zé)為覆冰淋雨及超聲波 霧化系統(tǒng)8提供電導(dǎo)率小于10 u s/cm的去離子水及軟化水，并為熱霧系統(tǒng)7提供軟化水。 水處理系統(tǒng)6包括一水處理設(shè)備61，水處理設(shè)備61通過一進水管道62進水，水處理設(shè)備 61的出水端連接兩個出水管道63、64。其中一出水管道63通過一手動調(diào)節(jié)閥65連接熱霧系統(tǒng)7，為熱霧系統(tǒng)7提供制備熱霧所需的軟化水。另一出水管道64連接覆冰淋雨及超聲 波霧化系統(tǒng)8，為超聲波霧化系統(tǒng)8提供試驗用水。水處理系統(tǒng)6的工作流程為首先對原 水進行預(yù)處理，采用機械過濾器和活性炭過濾器進行初步處理，以除去水中的顆粒物、余氯 膠體、部分有機物及部分高價金屬離子、臭味、色度等；后續(xù)處理設(shè)備依次有軟水器、活性炭 過濾器、保安過濾器、給水泵、一級反滲透給水泵和二級反滲透及紫外線消毒。如圖7所示，熱霧系統(tǒng)7包括設(shè)置在環(huán)境模擬艙1外部的兩并聯(lián)的電熱蒸汽鍋爐 71，兩電熱蒸汽鍋爐71的一端連接水處理系統(tǒng)6中的出水管道63，另一端連接熱霧管道 72，熱霧管道72上依次串聯(lián)一真空表73和一氣動調(diào)節(jié)閥74，再連接到環(huán)境模擬艙1內(nèi)的兩 排環(huán)形管道內(nèi)設(shè)置的熱霧噴口 75上。熱霧系統(tǒng)7負責(zé)為絕緣子污穢試驗提供飽和水蒸汽， 即熱霧，其工作原理為水處理系統(tǒng)6提供的軟化水經(jīng)出水管道63進入兩電熱蒸汽鍋爐71 后受熱，產(chǎn)生飽和水蒸汽，水蒸汽經(jīng)熱霧管道72及氣動調(diào)節(jié)閥74分上、下兩路，進入環(huán)境模 擬艙1的圓柱段中底部的兩排貼壁的環(huán)形管道內(nèi)，并從環(huán)形管道上均勻開口的熱霧噴口 75 噴出。熱霧的流量控制通過反饋回路控制熱霧管道72上的氣動調(diào)節(jié)閥74實現(xiàn)。如圖7所示，淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)8包括設(shè)置在環(huán)境模擬艙1外部的三個 并聯(lián)的儲水箱81，其中一儲水箱81是負責(zé)提供冷霧試驗用水的水箱，另外兩儲水箱81是 供覆冰、淋雨配比鹽分用的水箱。三個并聯(lián)的儲水箱81的兩端都分別設(shè)置有一手動調(diào)節(jié)閥 82，三個儲水箱81的進水端連接水處理系統(tǒng)6的出水管道64，出水端連接一恒溫水箱83， 恒溫水箱83內(nèi)設(shè)置有冷卻盤管84，恒溫水箱83外部設(shè)置有一電加熱器85，電加熱器85連 接恒溫水箱83內(nèi)的一加熱盤管851。恒溫水箱83內(nèi)的水溫是通過冷卻盤管84和電加熱器 85連接的盤管來控制的。冷卻盤管84的兩端分別連接一小型制冷機組86的出水管路87 和進水管路88，出水管路87和進水管路88之間設(shè)置一氣動調(diào)節(jié)閥89。小型制冷機組86 上設(shè)置有一機組冷凝器810和一油冷卻器811，機組冷凝器810和油冷卻器811的進水口 連接冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3的出水管路36，通過出水管路36為機組冷凝器810和油冷卻器811 提供冷卻水；機組冷凝器810和油冷卻器811的出水口連接冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3的回水管路 32。恒溫水箱83通過一管路連接一可控制壓力的水泵機組812，水泵機組812出來的管路 并列連接一淋雨管道813、一冷霧管道814和一覆冰用水管道815，其中淋雨管道813和冷 霧管道814上分別串聯(lián)連接著一調(diào)節(jié)流量的氣動調(diào)節(jié)閥816。覆冰用水管道815上串聯(lián)連 接一用來調(diào)節(jié)覆冰過程噴出的冷水流量的電動調(diào)節(jié)閥817。在環(huán)境模擬艙1內(nèi)還設(shè)置有水 流傳感器，水流傳感器將水流速度的數(shù)據(jù)傳送給測控系統(tǒng)11，由測控系統(tǒng)11控制電動調(diào)節(jié) 閥816、817。淋雨管道813的另一端通過軟管連接到設(shè)置在環(huán)境模擬艙1內(nèi)部的雨排818 上。冷霧管道814的另一端連接在環(huán)境模擬艙1內(nèi)壁間隔設(shè)置的兩排冷霧噴嘴819上。覆 冰用水管道815的另一端連接在環(huán)境模擬艙1內(nèi)壁設(shè)置的噴嘴陣列820上，噴嘴陣列820 的背面相應(yīng)安裝有多個垂直排列的軸流風(fēng)機821。淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)8負責(zé)為高壓、特高壓輸電設(shè)備的淋雨試驗?zāi)M淋雨 現(xiàn)象，為絕緣子人工覆冰閃絡(luò)試驗提供需要的超聲波微霧并實現(xiàn)試件表面覆冰狀態(tài)，且可 模擬自然界刮風(fēng)情況下的覆冰過程。利用該淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)8進行人工污穢 試驗時，經(jīng)水處理設(shè)備61處理后的去離子水經(jīng)過出水管道64進入負責(zé)提供冷霧試驗用水 的儲水箱81中，按試驗要求配比為一定濃度的溶液后，進入恒溫水箱83，在恒溫水箱83中 調(diào)節(jié)到要求的溫度后，流入冷霧管路814，最后從冷霧噴嘴819中噴出，冷霧供水的溫度在25°C 60°C之間可調(diào)。在進行人工覆冰閃絡(luò)試驗時，制冷系統(tǒng)4將環(huán)境模擬艙1內(nèi)的溫度降 到設(shè)定溫度后，啟動淋雨覆冰系統(tǒng)，系統(tǒng)用水由供覆冰、淋雨配比鹽分用的儲水箱81引至 恒溫水箱83中，并通過冷卻盤管84將水溫調(diào)節(jié)到0°C 3°C，再送入覆冰用水管道815，最 后輸送至噴嘴陣列820，噴嘴陣列820在10米以外將水射向環(huán)境模擬艙1中心的絕緣子試 件14，系統(tǒng)采用時間間隔可調(diào)的間斷式噴淋方式，達到在絕緣子試件14表面覆冰的目的。 噴嘴陣列820背面的安裝軸流風(fēng)機821，不僅可以利用風(fēng)機送風(fēng)，加大噴嘴射程，而且軸流 風(fēng)機821可在絕緣子試件14周圍產(chǎn)生橫向氣流，用于模擬自然風(fēng)情況下的覆冰過程。為防 止覆冰用水管道815及噴嘴陣列820的凍裂，可以在覆冰用水管道815及噴嘴陣列820中 的噴嘴表面貼附電加熱帶。噴嘴陣列820上的噴頭可以采用GB775. 2_87《絕緣子試驗方法 第2部分電氣試驗方法》推薦的毛細管式噴嘴III，在水壓為4bar時，噴水長度可達11m。如圖8、圖9所示，融冰系統(tǒng)9負責(zé)模擬覆冰閃絡(luò)試驗的融冰現(xiàn)象，其包括設(shè)置在環(huán) 境模擬艙1內(nèi)壁，均勻間隔的至少兩組大功率熱輻射燈組91，各大功率熱輻射燈組91從三 個方向?qū)^緣子試件14進行照射。大功率熱輻射燈組91中的熱輻射燈采用高壓氙燈或紅 外燈作為光源，各個熱輻射燈后方分別設(shè)置有一對光線進行匯聚的旋轉(zhuǎn)拋物面式燈罩。各 個熱輻射燈組91分別電連接一調(diào)壓或調(diào)功裝置(圖中未示出)。融冰系統(tǒng)9采用輻射加熱 的方法，通過調(diào)節(jié)熱輻射燈組和拋物面燈罩的相對位置來控制照射到試件上的光斑大小， 通過調(diào)壓或調(diào)功裝置來調(diào)節(jié)加熱功率。整個融冰過程只需對絕緣子試件14進行局部加熱 即可完成，不需要將整個環(huán)境模擬艙1內(nèi)的溫度都回升到0°C以上，既節(jié)能又降低了運行成 本，并且易于控制。如圖10所示，緊急復(fù)壓系統(tǒng)10包括快開復(fù)壓閥17，快開復(fù)壓閥17的接口安裝在 環(huán)境模擬艙1大艙門15的正上方，距地面9m處，采用 350mm 口徑的電動蝶閥，屬于通過 小孔放氣。緊急復(fù)壓系統(tǒng)10負責(zé)防止由環(huán)境模擬艙1內(nèi)外壓差引起的意外，以及低氣壓下 污穢試驗后環(huán)境模擬艙1的復(fù)壓。工作過程中，緊急復(fù)壓系統(tǒng)10根據(jù)設(shè)定的安全壓差，通 過數(shù)顯儀表及測控系統(tǒng)11給快開復(fù)壓閥17 —個電信號，即可迅速打開快開復(fù)壓閥17進行 放氣，快開復(fù)壓閥17連接有一過濾器18，用于過濾進入環(huán)境模擬艙1內(nèi)的空氣中的雜質(zhì)。如圖11所示，測控系統(tǒng)11采用集中控制與分散控制相結(jié)合的方式，主要由中央控 制臺和控制各分系統(tǒng)的電控制柜組成，中央控制臺通過各電控制柜對各分系統(tǒng)進行實時監(jiān) 控，各電控制柜用于各分系統(tǒng)的設(shè)備控制及測量顯示主要狀態(tài)參數(shù)。各獨立的電控制柜以 PLC為核心，除具有自動控制功能外，還能實現(xiàn)現(xiàn)場手動按鈕控制泵及閥門的啟停、開關(guān)等 功能。測控系統(tǒng)11中還設(shè)置有各種聯(lián)鎖機構(gòu)，能夠降低故障及誤操作造成的設(shè)備損壞，更 好地保證系統(tǒng)的可靠運行。測控系統(tǒng)11的中央控制臺包括一主控模塊110，主控模塊110用于控制一實時控 制模塊111、一實時監(jiān)控模塊112、一數(shù)據(jù)管理模塊113、一界面管理模塊114、一任務(wù)管理模 塊115和一硬件管理模塊116。設(shè)置在各個分系統(tǒng)的傳感器(如溫度傳感器、真空度傳感器和水流傳感器等)將 采集到的數(shù)據(jù)信息傳送給實時監(jiān)控模塊111和實時控制模塊112，實時控制模塊112將數(shù)據(jù) 進行處理轉(zhuǎn)換，分別傳送給數(shù)據(jù)管理模塊113和主控模塊110。界面管理模塊114通過人機 交互，將所要完成的任務(wù)通過主控模塊110傳送給任務(wù)管理模塊115，然后執(zhí)行各個任務(wù)。各個模塊功能如下
實時監(jiān)控模塊111主要監(jiān)控試驗設(shè)備狀態(tài)，并顯示所有的參數(shù)信息，完成以下功 能在流程圖窗口實時顯示系統(tǒng)流程各測點的試驗數(shù)據(jù)；在曲線圖窗口實時繪制趨勢圖； 在綜合數(shù)據(jù)顯示窗口顯示所有的試驗數(shù)據(jù)；在報警窗口顯示報警信息。實時控制模塊112是試驗測量與控制任務(wù)的核心，主要用于采集試驗各測點的 數(shù)據(jù)，完成工程單位的轉(zhuǎn)換，處理數(shù)據(jù)；根據(jù)試驗工況，解算控制算法控制設(shè)備；輸出各種 控制信號。數(shù)據(jù)管理模塊113主要用于定時存儲試驗數(shù)據(jù)；即時打印試驗數(shù)據(jù)；處理試驗數(shù) 據(jù)，完成數(shù)據(jù)表格打印、曲線處理打印等；試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Excel文件，提供更方便外部接界面管理模塊114可實現(xiàn)人機交互，主要用于管理流程圖顯示、曲線顯示、數(shù)據(jù) 表格顯示等窗口 ；定制菜單，響應(yīng)菜單命令，完成試驗參數(shù)設(shè)置；響應(yīng)對話框中的消息。任務(wù)管理模塊115主要用于保證系統(tǒng)實時運行，及時響應(yīng)用戶的命令；時鐘管理， 保證系統(tǒng)運行的實時性及周期性；完成任務(wù)間同步、通訊；數(shù)據(jù)互斥保護。硬件管理模塊116主要用于測控功能板、儀表管理及硬件自測試、自診斷。
上述實施例中，測控系統(tǒng)11還包括一監(jiān)控系統(tǒng)12，監(jiān)控系統(tǒng)12包括設(shè)置在環(huán)境模 擬艙1內(nèi)部各個位置的多個攝像頭，轉(zhuǎn)動攝像頭便可以從不同角度對環(huán)境模擬艙1內(nèi)的狀 況進行人工觀察監(jiān)控。上述實施例中，環(huán)境模擬艙1，空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)2，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3，制冷系統(tǒng) 4，抽真空及排霧系統(tǒng)5，水處理系統(tǒng)6，熱霧系統(tǒng)7，覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)8，融冰系統(tǒng) 9，緊急復(fù)壓系統(tǒng)10和測控系統(tǒng)11的中央控制臺的通訊是通過網(wǎng)絡(luò)和RS-485接口進行參 數(shù)傳遞和數(shù)據(jù)交換的。上述實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及連接方式都是可 以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的改進和等同變換，均不應(yīng)排除在本 發(fā)明的保護范圍之外。
權(quán)利要求
一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，它包括一環(huán)境模擬艙，其特征在于所述環(huán)境模擬艙內(nèi)設(shè)置有一空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)和一融冰系統(tǒng)，所述環(huán)境模擬艙還包括一覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)、一水處理系統(tǒng)、一熱霧系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、一制冷系統(tǒng)、一抽真空及排霧系統(tǒng)、一測控系統(tǒng)和一為試件提供高壓帶電狀態(tài)的特高壓電源系統(tǒng)；所述空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙緊貼內(nèi)壁處的兩風(fēng)道，所述兩風(fēng)道的下方分別設(shè)置一回風(fēng)口，所述兩風(fēng)道的上方連接一送風(fēng)孔板，所述送風(fēng)孔板上均勻設(shè)置有若干送風(fēng)孔，所述兩風(fēng)道的內(nèi)下部分別設(shè)置一冷風(fēng)機組；所述融冰系統(tǒng)包括間隔設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)壁的至少兩組的熱輻射燈；所述淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙外部、并聯(lián)的三個儲水箱，所述三個儲水箱的進水端連接所述水處理系統(tǒng)的出水管道，出水端連接一恒溫水箱，所述恒溫水箱連接一水泵機組，所述水泵機組出來的管路并列連接一淋雨管道、一冷霧管道和一覆冰用水管道，所述淋雨管道的另一端連接到設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)部的雨排上，所述冷霧管道的另一端連接在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)壁間隔設(shè)置的冷霧噴嘴上，所述覆冰用水管道的另一端連接在所述環(huán)境模擬艙內(nèi)壁設(shè)置的噴嘴陣列上；所述水處理系統(tǒng)的出水管路連接所述覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)和熱霧系統(tǒng)；所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的管路連接所述制冷系統(tǒng)和抽真空及排霧系統(tǒng)；所述測控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與各系統(tǒng)進行參數(shù)傳遞和數(shù)據(jù)交換，以控制所述空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)、融冰系統(tǒng)、覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、熱霧系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和抽真空及排霧系統(tǒng)的動作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在于 所述空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)中的所述兩冷風(fēng)機組的上方分別設(shè)置一調(diào)溫電加熱器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在 于所述融冰系統(tǒng)中的各個所述熱輻射燈后方分別設(shè)置有一對光線進行匯聚的旋轉(zhuǎn)拋物面 式燈罩，各個所述熱輻射燈組分別連接一調(diào)節(jié)電加熱功率的裝置。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特 征在于所述淋雨覆冰及超聲波霧化系統(tǒng)中的所述三個儲水箱的左、右兩側(cè)分別設(shè)置有一 手動調(diào)節(jié)閥；所述恒溫水箱內(nèi)設(shè)置有一冷卻盤管，所述恒溫水箱外部設(shè)置有一電加熱器，所 述電加熱器連接所述恒溫水箱內(nèi)的一加熱盤管；所述冷卻盤管的兩端分別連接一小型制冷 機組的出水管路和進水管路，所述出水管路和進水管路之間設(shè)置一氣動調(diào)節(jié)閥，所述小型 制冷機組分別與一機組冷凝器和一油冷卻器連通；所述機組冷凝器和油冷卻器的進水口連 接所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的出水管路，所述機組冷凝器和油冷卻器的出水口連接所述冷卻水 循環(huán)系統(tǒng)的回水管路；所述淋雨管道和冷霧管道上分別串聯(lián)連接一氣動調(diào)節(jié)閥；所述覆冰 用水管道上串聯(lián)連接一電動調(diào)節(jié)閥；所述噴嘴陣列的背面相應(yīng)安裝有多個垂直排列的軸流 風(fēng)機。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置， 其特征在于所述水處理系統(tǒng)包括一水處理設(shè)備，所述水處理設(shè)備連接一進水管道，所述水 處理設(shè)備的出口端連接兩條出水管道，其中一所述出水管道上通過一手動調(diào)節(jié)閥連接所述 熱霧系統(tǒng)，另一條所述出水管道的另一端連接所述覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在于所述熱霧系統(tǒng)包括設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙外部兩并聯(lián)的電熱蒸汽鍋爐，所 述兩電熱蒸汽鍋爐的一端連接所述水處理系統(tǒng)中的出水管道，另一端連接所述熱霧管道， 所述熱霧管道上依次串聯(lián)一真空表和一氣動調(diào)節(jié)閥，最后連接到設(shè)置在所述環(huán)境模擬艙內(nèi) 的熱霧噴口上。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模 擬裝置，其特征在于所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括一冷卻塔，所述冷卻塔上分別設(shè)置有回水管 道和冷卻水管道，其中一所述冷卻水管道經(jīng)過一電子水處理器并列連接三個冷卻水泵，所 述三個冷卻水泵的另一端連接兩條出水管路。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán) 境模擬裝置，其特征在于所述制冷系統(tǒng)包括兩螺桿壓縮冷凝機，所述兩冷凝機分別與一水 冷式冷凝器和一水冷式油冷卻器連通，所述冷凝器和油冷卻器的輸入端連接所述冷卻水循 環(huán)系統(tǒng)中的出水管路，所述冷凝器和油冷卻器的輸出端連接所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的回水 管路，所述兩冷凝機的出口端分別與一汽液分離器形成循環(huán)管路，兩所述汽液分離器的輸 出端連接一制冷劑流出管路，輸入端連接兩條制冷蒸汽流入管路。
9.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一種用于電氣試驗的大型多 功能環(huán)境模擬裝置，其特征在于所述抽真空及排霧系統(tǒng)主要由三臺主抽泵及一臺維持泵 并列連接而成，所述三臺主抽泵和一臺維持泵共同通過一抽氣管道與所述環(huán)境模擬艙連 通；所述抽氣管道上設(shè)置一真空調(diào)節(jié)閥，所述真空調(diào)節(jié)閥前面并聯(lián)連接一排霧管道，所述排 霧管道上依次設(shè)置有一電動調(diào)節(jié)閥和一排霧風(fēng)機；所述真空調(diào)節(jié)閥另一端并聯(lián)連接一調(diào)節(jié) 閥、所述三臺主抽泵和一臺維持泵，所述三臺主抽泵和一臺維持泵的前端分別依次串聯(lián)一 止回閥和一氣動調(diào)節(jié)閥；所述三臺主抽泵和一臺維持泵還分別與一排空管道及所述冷卻水 循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水管道和回水管道連通。
10.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的一種用于電氣試驗的大 型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在于所述測控系統(tǒng)包括一主控模塊，主控模塊連接一界面 管理模塊、一實時控制模塊、一數(shù)據(jù)管理模塊、一任務(wù)管理模塊、一實時監(jiān)控模塊和一硬件 管理模塊；設(shè)置在各個分系統(tǒng)溫度傳感器、真空度傳感器和水流傳感器將采集到的數(shù)據(jù)信 息傳送給所述實時監(jiān)控模塊和實時控制模塊，所述實時控制模塊將數(shù)據(jù)進行處理轉(zhuǎn)換，分 別傳送給所述數(shù)據(jù)管理模塊和主控模塊，通過所述界面管理模塊進行人機交互，將所要完 成的任務(wù)通過所述主控模塊傳送給任務(wù)管理模塊。
11.如權(quán)利要求10所述的一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在 于所述測控系統(tǒng)還包括一監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括若干轉(zhuǎn)動攝像頭。
12.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11所述的一種用于電 氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在于在所述環(huán)境模擬艙的大艙門正上方設(shè)置 有一緊急復(fù)壓系統(tǒng)，緊急復(fù)壓系統(tǒng)包括一快開復(fù)壓閥，所述快開復(fù)壓閥連接有一過濾器；在 所述環(huán)境模擬艙的外部設(shè)置有一手動放氣閥；在所述環(huán)境模擬艙的外部還設(shè)置有兩機械壓 力表。
13.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12所述的一種用 于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，其特征在于所述環(huán)境模擬艙中部為一圓柱型直 筒，罐體體上、下端均為球冠型封頭，罐體地面高度上分別設(shè)置有一大艙門和一小艙門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電氣試驗的大型多功能環(huán)境模擬裝置，它包括一環(huán)境模擬艙，其特征在于所述環(huán)境模擬艙內(nèi)設(shè)置有一空氣換熱循環(huán)系統(tǒng)和一融冰系統(tǒng)，所述環(huán)境模擬艙還包括一覆冰淋雨及超聲波霧化系統(tǒng)、一水處理系統(tǒng)、一熱霧系統(tǒng)、一冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、一制冷系統(tǒng)、一抽真空及排霧系統(tǒng)、一測控系統(tǒng)和一為試件提供高壓帶電狀態(tài)的特高壓電源系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)之間配合巧妙，并且通過測控系統(tǒng)統(tǒng)一操作管理，集高海拔、覆冰、污穢、下雨等多種環(huán)境模擬實驗功能于一體，可廣泛適應(yīng)于大型化、多參數(shù)環(huán)境模擬試驗的過程中。
文檔編號G01R31/12GK101799515SQ20101013336
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者劉旺開, 周軍, 宿志一, 王浚, 范建斌, 黃勇 申請人:北京航空航天大學(xué);中國電力科學(xué)研究院