專利名稱：一種氣候環(huán)境模擬試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種試驗方法，特別是關(guān)于一種氣候環(huán)境模擬試驗方法。
背景技術(shù)：
最近幾年，隨著國內(nèi)的電力需求不斷增大，特高壓輸電已經(jīng)成為提升我國電網(wǎng)輸送能力的重要手段。特高壓線路中的絕緣子串由于暴露在戶外，其表面上會沉積有一層由 可溶性鹽類和不溶性的灰組成的污穢層，而絕緣子串兩端帶有高電壓，污穢會使絕緣子串 表面的絕緣性能下降，尤其是在大霧、雨天或冰凍天，絕緣子串表面還可能出現(xiàn)較大的泄漏 電流，也就是常說的閃爍現(xiàn)象。更為嚴重的是，絕緣子串表面的閃爍現(xiàn)象有可能會造成相間 短路或相地短路，從而導致大規(guī)模停電等重大安全事故。我國與國外特高壓輸電工程最大 的不同點是我國地域遼闊，地理、氣象環(huán)境復雜。并且，隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，工業(yè)污染日 益嚴重。因此不同地區(qū)污穢情況有很大差別，再加上高海拔和覆冰的問題，特高壓外絕緣問 題必將成為特高壓輸電建設的關(guān)鍵性控制因素之一。因此，提高復雜氣象環(huán)境下，尤其是高 海拔地區(qū)絕緣子串的電氣強度，是提高特高壓輸電線路運行安全的重要保障。為了研究特高壓工程用線路懸式絕緣子串、支柱絕緣子以及套管的外絕緣特性， 國內(nèi)外不僅對特高壓輸電線路的運行狀況進行了長期的調(diào)查分析，還通過環(huán)境模擬試驗設 備從試驗的角度對絕緣設備的污閃電壓、冰閃電壓與氣壓、氣候因素之間的關(guān)系進行了長 期的研究，分析了影響污穢絕緣子串閃絡特性的因素。然而，目前國內(nèi)外的環(huán)境模擬試驗設 備主要是針對單一氣象條件進行設計的，并且國內(nèi)外沒有大型模擬高海拔試驗室，高海拔 對閃絡特性影響也開展較少，對高海拔對絕緣子污閃和冰閃影響只能在小型的氣候室做一 些短串試驗或機理性研究。國內(nèi)外盡管有一些綜合環(huán)境模擬試驗裝置，但這些裝置對復雜 氣象環(huán)境的模擬也不夠全面。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 以人工模擬起霧、覆冰等氣象環(huán)境，但缺少獨立的融冰系統(tǒng)和模擬高海拔系統(tǒng)，其融冰過程 僅依靠試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 夕卜，目前國內(nèi)研制的用于電氣試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成本低、易于模擬各種不同的氣候環(huán)境， 以便于研究影響污穢絕緣子串閃絡特性因素的氣候環(huán)境模擬試驗方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其包括 以下操作設置一環(huán)境模擬艙，在環(huán)境模擬艙中設置通有特高壓電的試品，在試品周圍設置 熱霧系統(tǒng)、淋雨系統(tǒng)、覆冰系統(tǒng)、造風系統(tǒng)和融冰系統(tǒng)，在環(huán)境模擬艙外設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、 壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和水源；模擬熱霧環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動熱霧系統(tǒng)，并調(diào)制熱霧系 統(tǒng)與水源之間管道上的電磁閥，控制熱霧系統(tǒng)以(0.05士0.01)kg/h的速率向環(huán)境模擬艙 內(nèi)輸入蒸汽；模擬淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動淋雨系統(tǒng)，并調(diào)制淋雨系統(tǒng)與水源之間管道上的電磁閥，使雨滴與試品表面碰撞時的角度成45° ；模擬覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)首先啟動、 調(diào)制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使環(huán)境模擬艙中的溫度控制在-20°C _5°C ；測控系統(tǒng)再啟動覆冰系 統(tǒng)，并調(diào)制覆冰系統(tǒng)中的預冷水系統(tǒng)與水源之間管道上的電磁閥，使水滴均附著在試品表 面，噴水時間為4小時；模擬刮風環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動造風系統(tǒng)，并控制造風系統(tǒng)以0 12m/s的風速，由罐壁向罐體中心吹風；模擬融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動融冰系統(tǒng)，并控制 融冰系統(tǒng)的加熱速率，使試品附近溫度以dT/dt > 10K/h上升至低于0°C，再以dT/dt < 1K/ h通過0°C，時間為2 3小時。模擬淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制造風系統(tǒng)，以模擬刮風淋雨環(huán)境。模擬覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制造風系統(tǒng)，以模擬刮風覆冰環(huán)境。模擬融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制造風系統(tǒng)，以模擬刮風融冰環(huán)境。模擬刮風淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的真空泵，使環(huán) 境模擬艙內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa,以模擬低壓下的刮風淋雨環(huán)境。模擬刮風覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的真空泵，使環(huán) 境模擬艙內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa,以模擬低壓下的刮風覆冰環(huán)境。模擬刮風融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的真空泵，使環(huán) 境模擬艙內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa,以模擬低壓下的刮風融冰環(huán)境。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、由于本發(fā)明在環(huán)境模擬艙中 設置通有特高壓電的試品，在試品周圍設置熱霧系統(tǒng)、淋雨系統(tǒng)、覆冰系統(tǒng)、造風系統(tǒng)和融 冰系統(tǒng)，在環(huán)境模擬艙外設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和水源，因此可以根 據(jù)試驗需要，來選擇各種不同的功能設備，用于模擬多種單一的氣候環(huán)境，比如熱霧環(huán)境、 淋雨環(huán)境、覆冰環(huán)境、刮風環(huán)境和融冰環(huán)境。2、由于本發(fā)明在一個環(huán)境模擬艙中可以模擬多 種不同的氣候環(huán)境，因此可以有效地降低試驗成本。3、由于本發(fā)明還可以同時使用多種功 能設備，高效地模擬多種復雜的氣候環(huán)境，比如模擬刮風淋雨環(huán)境、刮風覆冰環(huán)境、刮風融 冰環(huán)境、低壓下的刮風淋雨環(huán)境、低壓下的刮風覆冰環(huán)境、低壓下的刮風融冰環(huán)境。本發(fā)明 成本低、易于模擬各種不同的氣候環(huán)境，可以用于電力、交通、航空等等領(lǐng)域的試驗研究和 產(chǎn)品性能測試等。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)方框2是本發(fā)明的系統(tǒng)中水處理系統(tǒng)方框3是本發(fā)明方法的系統(tǒng)中特高壓電源系統(tǒng)方框圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明方法進行詳細的描述。如圖1所示，為實現(xiàn)本發(fā)明方法，首先需要設置一個環(huán)境模擬艙1，在環(huán)境模擬艙1 中設置通有特高壓電的試品2、熱霧系統(tǒng)3、淋雨系統(tǒng)4、覆冰系統(tǒng)5、造風系統(tǒng)6、融冰系統(tǒng)7 和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8，在環(huán)境模擬艙1外設置壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9、測控系統(tǒng)10和水源11。環(huán)境模擬艙1為密封的環(huán)境模擬試驗場所，環(huán)境模擬艙1需要滿足溫升速率AT/t < lK/h，其中T為絕對溫度，t為時間；
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壓強變化速率ΔΡ/t < 0. lKPa/h，其中P為氣壓，t為時間。環(huán)境模擬艙1還需要滿足結(jié)構(gòu)強度、剛度及穩(wěn)定性要求，例如在外壓為 0.0625MPa，同時疊加風載荷(風速10m/S)和地震載荷(8度地震烈度)情況下，環(huán)境模擬 艙1能夠滿足使用要求。試品2可以是耐高壓的絕緣子串、絕緣套管或支柱絕緣子，絕緣子串、絕緣套管可以懸置在環(huán)境模擬艙1的頂部，支柱絕緣子可以布置在環(huán)境模擬艙1的地板上。熱霧系統(tǒng)3設置在環(huán)境模擬艙1的頂部，通過管道連接環(huán)境模擬艙1外的水源11， 且該管道上設置有電磁閥。淋雨系統(tǒng)4包括多個方向可調(diào)的噴頭，各噴頭通過管道與水源11連接，管道上設 置有電磁閥10。覆冰系統(tǒng)5中設置有一預冷水系統(tǒng)、若干噴水覆冰設備和電加熱設備。各噴水覆 冰設備設置在環(huán)境模擬艙1壁面上，且各噴水覆冰設備的噴水口均朝向試品2，各噴水覆 冰設備均通過管道連接預冷水系統(tǒng)，預冷水系統(tǒng)通過管道連接水源11，管道上設置有電磁 閥。電加熱設備設置在噴水覆冰設備的噴水口上，可以防止噴水覆冰設備的噴水口處的水凍結(jié)。造風系統(tǒng)6為設置在環(huán)境模擬艙1壁面上的多個風扇或鼓風機，風向為單一風向， 由罐壁指向罐體中心的試品2，融冰系統(tǒng)7采用非接觸式輻照裝置對環(huán)境模擬艙1內(nèi)的試品2進行加熱，這樣可 以更為真實地模擬試驗所需的融冰環(huán)境。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8包括制冷器、空間加熱器和融霜加熱器，制冷器的壓縮機設置在 環(huán)境模擬艙1的外面，通過管路與環(huán)境模擬艙1內(nèi)制冷器的蒸發(fā)器連通，空間加熱器和融霜 加熱器可以設置在環(huán)境模擬艙1內(nèi)的各種加熱裝置。壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9包括設置在環(huán)境模擬艙1外的一真空泵和一補氣設備，真空泵和 補氣設備分別通過管道連通環(huán)境模擬艙1。測控系統(tǒng)10主要由中央控制臺和上述各環(huán)境模擬系統(tǒng)在現(xiàn)場設置的獨立的電控 制柜組成。比如在環(huán)境模擬艙1內(nèi)設置溫度傳感器、氣壓傳感器和水壓傳感器等。中央控 制臺可以對各環(huán)境模擬系統(tǒng)試驗參數(shù)進行設定，也將收集到的各傳感器測量得到的試驗狀 態(tài)參數(shù)進行實時顯示、記錄和打印，還可以根據(jù)預先設定的試驗參數(shù)對各系統(tǒng)的設備進行 啟?？刂坪途o急關(guān)機等操作。各環(huán)境模擬系統(tǒng)的電控制柜根據(jù)中央控制臺的指令對各自設 備的運行進行進一步的控制、顯示等操作。如圖2所示，水源11可以是自來水，也可以是一水處理系統(tǒng)。水處理系統(tǒng)中包括 一軟化水系統(tǒng)12和一去離子水系統(tǒng)13，軟化水系統(tǒng)12的進水口連接到自來水，軟化水系統(tǒng) 12的出水口分別連接去離子水系統(tǒng)13和熱霧系統(tǒng)3的進水口，去離子水系統(tǒng)13的出水口 分別連接淋雨系統(tǒng)4和覆冰系統(tǒng)5。軟化水系統(tǒng)12包括通過管路依次連接的砂濾121、活性碳122和再生樹脂123。軟 化水的產(chǎn)生過程是自來水經(jīng)砂濾121濾掉大顆粒雜質(zhì)后，再經(jīng)過活性碳122吸附掉水中的 一部分小顆粒不溶性雜質(zhì)和一部分可溶性雜質(zhì)，去除水中的色素、異味、生化有機物、降低 水中的余氯值及農(nóng)藥污染和其它污染物，最后經(jīng)過再生樹脂123去除鈣鎂離子。經(jīng)過三級 過濾產(chǎn)生軟化水，供給熱霧系統(tǒng)3使用。再生樹脂123使用一段時間之后要用飽和的氯化鈉124溶液進行再生。去離子水系統(tǒng)13包括一級反滲透系統(tǒng)131、二級反滲透系統(tǒng)132和三個水質(zhì)監(jiān)測 器133、134、135。從軟化水系統(tǒng)12進入的軟化水依次經(jīng)過一級反滲透系統(tǒng)131、二級反滲 透系統(tǒng)132進行去離子處理后，進入第一個水質(zhì)監(jiān)測器133進行檢測，若電導率小于設定 值，則輸送給淋雨系統(tǒng)4和/或覆冰系統(tǒng)5 ；反之，則返回一級反滲透系統(tǒng)131的進口，循環(huán) 進行去離子處理。從一級反滲透系統(tǒng)131和二級反滲透系統(tǒng)132排出的廢水分別通過第二 和第三水質(zhì)監(jiān)測器134、135進行檢測，若電導率大于設定值，便直接排放；若小于設定值， 則返回一級反滲透系統(tǒng)131的進口，循環(huán)進行去離子處理。上述三個水質(zhì)監(jiān)測器133、134、 135可以分別根據(jù)要求進行電導率值的設定。如圖3所示，試品2上的特高壓電可以由一特高壓電源系統(tǒng)14提供。特高壓電源 系統(tǒng)14可以包括電源15、交流模塊16、直流模塊17、調(diào)壓器18和轉(zhuǎn)換開關(guān)19，其中，交流 模塊16包括交流開關(guān)161和變壓器162，直流模塊17包括直流開關(guān)171、可控硅整流調(diào)壓 模塊172、變壓器173和倍壓整流模塊174。電源15可以是一 IOkV單相交流電源，電源15 提供的交流電經(jīng)調(diào)壓器18調(diào)壓后，再轉(zhuǎn)換開關(guān)19來選擇交流模塊16或直流模塊17。當轉(zhuǎn) 換到交流模塊16時，特高壓電源系統(tǒng)14給試品2提供試驗用交流電，此時，調(diào)壓器18輸出 的交流電經(jīng)交流開關(guān)161，再經(jīng)變壓器162升壓至0 800kV，并進行輸出；當轉(zhuǎn)換到直流模 塊17時，特高壓電源系統(tǒng)14給試品2提供直流電，此時，調(diào)壓器18輸出的交流電經(jīng)直流開 關(guān)171后，再經(jīng)可控硅整流調(diào)壓模塊172調(diào)整輸出波形(以控制輸出電壓有效值)后，經(jīng)變 壓器173升壓，最后經(jīng)過倍壓整流模塊174將交流電升壓并整流為直流電壓輸出，輸出的直 流電的電壓設定為0 士 1000kV。還可以在特高壓電源系統(tǒng)14中設置一前級開關(guān)20和一后級開關(guān)21，且將前級開 關(guān)20串接在電源15與交流模塊16和直流模塊17之間，將后級開關(guān)21串接在調(diào)壓器18與 轉(zhuǎn)換開關(guān)19之間。由于前級開關(guān)20和后級開關(guān)21具有過流保護和速斷保護作用，采用直 流輸出時，可控硅整流調(diào)壓模塊172可以立即封鎖觸發(fā)脈沖，同時斷開前級開關(guān)20，即斷開 主回路，可以保護變壓器173和其它模塊不受損壞。采用交流輸出時，利用前級開關(guān)20和 后級開關(guān)21具有的過流保護和速斷保護作用，可以對主回路進行雙重保護。為了避免環(huán)境模擬艙1的艙壁導電，可以在特高壓電源系統(tǒng)14中設置一絕緣模塊 22，并使絕緣模塊22串接在交流模塊16和直流模塊17與試品2之間，使交流模塊16或直 流模塊17輸出的特高壓的交或直流電經(jīng)絕緣模塊22后，再引入到環(huán)境模擬艙1中的試品 2上。在輸出特高壓直流電時，還可以在特高壓電源系統(tǒng)14中設置一泄漏電流測量模 塊23，且使泄漏電流測量模塊23串接在可控硅整流調(diào)壓模塊172與試品2之間。由于進行 污穢或覆冰試驗過程中，試品2兩端帶有高電壓，而污穢試驗和覆冰試驗都會使試品2表面 的絕緣強度下降，使試品2表面出現(xiàn)較大的泄漏電流，并且直流電會出現(xiàn)明顯的跌落現(xiàn)象， 為了保證直流電的穩(wěn)定，直流模塊17采用電流、電壓雙閉環(huán)控制，即電壓信號經(jīng)泄漏電流 測量模塊23采集的泄漏電流信號反饋至可控硅整流調(diào)壓模塊172，通過調(diào)節(jié)可控硅整流調(diào) 壓模塊172上的晶閘管導通角來調(diào)節(jié)輸出的直流電壓。還可以在特高壓電源系統(tǒng)14中設置一高壓接地模塊24，并將高壓接地模塊24同 時連接交流模塊16、直流模塊17和泄漏電流測量模塊23，這樣主電源回路的接地系統(tǒng)為一點接地，從而可以保護設備。在環(huán)境模擬艙1內(nèi)設置一與測控系統(tǒng)電連接的監(jiān)控系統(tǒng)25，用于監(jiān)視記錄環(huán)境模 擬艙1內(nèi)的試驗進行狀況，并對整個試驗室內(nèi)試驗全過程進行攝像。如圖1所示，在環(huán)境模擬艙1上還設置一安全閥26和冷卻循環(huán)水 系統(tǒng)27。安全閥 26與測控系統(tǒng)10電連接，一旦發(fā)生由環(huán)境模擬艙1內(nèi)、外壓差引起的意外便自動開啟，保證 環(huán)境模擬艙1的安全。在各系統(tǒng)操作試驗過程中產(chǎn)生的熱量均通過冷卻循環(huán)水系統(tǒng)27進 行水冷卻，保證各功能系統(tǒng)的正常工作。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)27還可以與水處理系統(tǒng)連接，使 用水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的軟化水作為冷卻水。本發(fā)明進行氣候環(huán)境模擬試驗時，包括以下操作1、進行模擬熱霧環(huán)境時，測控系統(tǒng)10啟動熱霧系統(tǒng)3，并調(diào)制熱霧系統(tǒng)3與水源 11之間管道上的電磁閥，使熱霧系統(tǒng)3以(0. 05士0. 01)kg/h的速率向環(huán)境模擬艙1內(nèi)輸入蒸汽。2、進行模擬淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)10啟動淋雨系統(tǒng)4，并調(diào)制淋雨系統(tǒng)4與水源 11之間管道上的電磁閥，使淋雨系統(tǒng)4噴出的雨滴與試品2表面碰撞時的角度成45°，持 續(xù)淋雨至試驗結(jié)束。3、進行模擬覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)10首先啟動、調(diào)制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8，使環(huán)境模擬 艙1中的溫度控制在-20°C _5°C ；測控系統(tǒng)10再啟動覆冰系統(tǒng)5，并調(diào)制覆冰系統(tǒng)5中 的預冷水系統(tǒng)與水源11之間管道上的電磁閥，使覆冰系統(tǒng)5中的噴水覆冰設備按照設定的 噴水壓力和噴/停頻率向試品2噴水，噴水壓力可調(diào)，噴/停頻率可調(diào)，以沒有大量覆冰用 水水滴從試品2表面流下為準。噴水時間為整個覆冰試驗過程，一般為4小時。4、進行模擬刮風環(huán)境時，測控系統(tǒng)10啟動造風系統(tǒng)6，并控制造風系統(tǒng)6按照設定 的風向和風速進行工作，風速為0 12m/s可調(diào)，造風時間根據(jù)試驗要求可調(diào)，可以持續(xù)吹 風，也可以根據(jù)控制曲線進行吹風。5、進行模擬融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)10啟動融冰系統(tǒng)7，并控制融冰系統(tǒng)7按照設 定的加熱速率進行工作，使試品2附近溫度從低溫以較快速率，即dT/dt > 10K/h上升至低 于0°C，再以較慢加熱速率，即dT/dt < lK/h通過0°C。加熱時間從開始加熱至試驗結(jié)束， 一般為2 3小時。6、進行模擬刮風淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)10同時啟動并控制淋雨系統(tǒng)4和造風系統(tǒng) 6，測控系統(tǒng)10對淋雨系統(tǒng)4和造風系統(tǒng)6的具體控制方法如上所述，在此不再贅述。7、進行模擬刮風覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)10首先啟動并控制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8，然后 同時啟動并控制覆冰系統(tǒng)5和造風系統(tǒng)6，測控系統(tǒng)10對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8、覆冰系統(tǒng)5和造 風系統(tǒng)6的具體控制方法如上所述，在此不再贅述。8、進行模擬刮風融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)10同時啟動并控制融冰系統(tǒng)7和造風系統(tǒng) 6，測控系統(tǒng)10對融冰系統(tǒng)7和造風系統(tǒng)6的具體控制方法如上所述，在此不再贅述。9、進行模擬低壓下的刮風淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)10啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9中 的真空泵，使環(huán)境模擬艙1內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa;同時啟動并控制淋雨系統(tǒng)4和造風 系統(tǒng)6，測控系統(tǒng)10對壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9中的真空泵、淋雨系統(tǒng)4和造風系統(tǒng)6的具體控制方 法如上所述，在此不再贅述。10、進行模擬低壓下的刮風覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)10首先啟動并控制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8，然后同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9中的真空泵、覆冰系統(tǒng)5和造風系統(tǒng)6，測控系統(tǒng) 10對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8、壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9中的真空泵、覆冰系統(tǒng)5和造風系統(tǒng)6的具體控制方 法如上所述，在此不再贅述。11、進行模擬低壓下的刮風融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)10同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9中的真空泵、融冰系統(tǒng)7和造風系統(tǒng)6，測控系統(tǒng)10對融冰系統(tǒng)7和造風系統(tǒng)6的具體 控制方法如上所述，在此不再贅述。上述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8的控制過程是若環(huán)境模擬艙1內(nèi)溫度達到設定溫度，制冷 器停止制冷，若環(huán)境模擬艙1內(nèi)溫度低于設定溫度，空間加熱器打開，對環(huán)境模擬艙1內(nèi)空 氣開始加熱；若環(huán)境模擬艙1內(nèi)溫度高于設定溫度，空間加熱器停止，制冷器對環(huán)境模擬艙 1內(nèi)空氣開始制冷。為了保證制冷器的正常工作，當制冷器工作時間超過設定時間時，融霜 加熱器自動打開，對制冷器進行除霜。制冷時間與環(huán)境溫度和目標溫度有關(guān)，通常由常溫制 冷至-20°c，時間小于8小時。上述的壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)9的控制過程是當環(huán)境模擬艙1內(nèi)壓強高于設定壓強，真空 設備開始抽真空；當環(huán)境模擬艙1內(nèi)壓強達到設定壓強，真空設備停止工作；當環(huán)境模擬艙 1內(nèi)壓強低于設定壓強，補氣調(diào)節(jié)設備打開，對環(huán)境模擬艙1內(nèi)進行補氣。
權(quán)利要求
一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其包括以下操作設置一環(huán)境模擬艙，在環(huán)境模擬艙中設置通有特高壓電的試品，在試品周圍設置熱霧系統(tǒng)、淋雨系統(tǒng)、覆冰系統(tǒng)、造風系統(tǒng)和融冰系統(tǒng)，在環(huán)境模擬艙外設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和水源；模擬熱霧環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動熱霧系統(tǒng)，并調(diào)制熱霧系統(tǒng)與水源之間管道上的電磁閥，控制熱霧系統(tǒng)以(0.05±0.01)kg/h的速率向環(huán)境模擬艙內(nèi)輸入蒸汽；模擬淋雨環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動淋雨系統(tǒng)，并調(diào)制淋雨系統(tǒng)與水源之間管道上的電磁閥，使雨滴與試品表面碰撞時的角度成45°；模擬覆冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)首先啟動、調(diào)制溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使環(huán)境模擬艙中的溫度控制在-20℃～-5℃；測控系統(tǒng)再啟動覆冰系統(tǒng)，并調(diào)制覆冰系統(tǒng)中的預冷水系統(tǒng)與水源之間管道上的電磁閥，使水滴均附著在試品表面，噴水時間為4小時；模擬刮風環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動造風系統(tǒng)，并控制造風系統(tǒng)以0～12m/s的風速，由罐壁向罐體中心吹風；模擬融冰環(huán)境時，測控系統(tǒng)啟動融冰系統(tǒng)，并控制融冰系統(tǒng)的加熱速率，使試品附近溫度以dT/dt＞10K/h上升至低于0℃，再以dT/dt＜1K/h通過0℃，時間為2～3小時。
2.如權(quán)利要求1所述的一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其特征在于模擬淋雨環(huán)境時，測 控系統(tǒng)同時啟動并控制造風系統(tǒng)，以模擬刮風淋雨環(huán)境。
3.如權(quán)利要求1所述的一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其特征在于模擬覆冰環(huán)境時，測 控系統(tǒng)同時啟動并控制造風系統(tǒng)，以模擬刮風覆冰環(huán)境。
4.如權(quán)利要求1所述的一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其特征在于模擬融冰環(huán)境時，測 控系統(tǒng)同時啟動并控制造風系統(tǒng)，以模擬刮風融冰環(huán)境。
5.如權(quán)利要求2所述的一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其特征在于模擬刮風淋雨環(huán)境 時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的真空泵，使環(huán)境模擬艙內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa,以模擬低壓下的刮風淋雨環(huán)境。
6.如權(quán)利要求3所述的一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其特征在于模擬刮風覆冰環(huán)境 時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的真空泵，使環(huán)境模擬艙內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa,以模擬低壓下的刮風覆冰環(huán)境。
7.如權(quán)利要求4所述的一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其特征在于模擬刮風融冰環(huán)境 時，測控系統(tǒng)同時啟動并控制壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的真空泵，使環(huán)境模擬艙內(nèi)的氣壓為101 41. 2kPa,以模擬低壓下的刮風融冰環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣候環(huán)境模擬試驗方法，其包括以下操作設置一環(huán)境模擬艙，在環(huán)境模擬艙中設置通有特高壓電的試品，在試品周圍設置熱霧系統(tǒng)、淋雨系統(tǒng)、覆冰系統(tǒng)、造風系統(tǒng)和融冰系統(tǒng)，在環(huán)境模擬艙外設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、壓強調(diào)節(jié)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和水源；模擬熱霧環(huán)境時，控制熱霧系統(tǒng)向環(huán)境模擬艙內(nèi)輸入蒸汽的速率；模擬淋雨環(huán)境時，使雨滴與試品表面碰撞時的角度成45°；模擬覆冰環(huán)境時，控制環(huán)境模擬艙中的溫度，使水滴均附著在試品表面；模擬刮風環(huán)境時，控制造風系統(tǒng)的風速；模擬融冰環(huán)境時，控制試品附近的溫度上升速率。本發(fā)明易于模擬各種不同的氣候環(huán)境，可以用于電力、交通、航空等等領(lǐng)域的試驗研究和產(chǎn)品性能測試等。
文檔編號G01R31/12GK101806850SQ20101012184
公開日2010年8月18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)明者于昕哲, 周軍, 宿志一, 王浚, 范建斌, 黃勇 申請人:中國電力科學研究院;北京航空航天大學