本發(fā)明涉及超高電壓外絕緣領域，具體講涉及一種高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置。

背景技術(shù)：

輸電線路運行安全性和穩(wěn)定性是衡量設計優(yōu)劣的重要標準，而線路外絕緣設計是線路運行安全的基礎，所以在輸變電工程規(guī)劃設計過程中需要對外絕緣問題開展細致的研究，找出其規(guī)律性。隨著我國特高壓交、直流輸電工程大規(guī)模建設，線路路徑不可避免的要經(jīng)過高海拔、重污穢、高電導率霧、重覆冰等復雜氣象環(huán)境地區(qū)，這將導致線路外絕緣性能和電網(wǎng)安全受到一定程度的影響。因此，為了提高特高壓輸電工程在復雜環(huán)境下外絕緣的可靠性能，保障電網(wǎng)的安全運行，可重點開展在高海拔、重污穢、高電導率霧、重覆冰地區(qū)復雜氣象環(huán)境下特高壓輸電工程絕緣特性研究工作，為工程設計提供技術(shù)支撐。

為了掌握其規(guī)律性，提出相關(guān)參數(shù)影響的修正公式，及指數(shù)的選取方法，獲得合理的絕緣間隙、沿面配置參數(shù)，指導工程實踐，必須開展大量高電壓相關(guān)試驗。目前高電壓空氣間隙、沿面放電試驗主要在環(huán)境參數(shù)難以精確控制的大型環(huán)境氣候?qū)嶒炇一蛘吖δ懿积R備的小型實驗室開展,試驗程序繁瑣，環(huán)境參數(shù)難以精確控制，試驗結(jié)果的分散性大，耗費大量人力物力，工作效率不高，對于精度要求高的實驗來說,這種技術(shù)方案顯然是不能滿足科研要求的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供一種高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置。該裝置可精確控制溫濕度、氣壓等參數(shù)，并可模擬0～6000m海拔、覆冰積雪、下雨等氣候現(xiàn)象，以滿足研究要求。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置，包括罐體和安裝在所述罐體上的調(diào)溫裝置、噴淋裝置和抽真空裝置；其改進之處在于：所述裝置還包括氣象監(jiān)測裝置和中心控制系統(tǒng)；所述氣象監(jiān)測裝置安裝在所述罐體上，用于監(jiān)測所述罐體內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)，并將所述氣象數(shù)據(jù)反饋給所述中心控制系統(tǒng)；所述中心控制系統(tǒng)設于所述罐體外，用于接收所述氣象監(jiān)測裝置反饋的氣象數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)調(diào)控所述調(diào)溫裝置、所述噴淋裝置和所述抽真空裝置工作，以在所述罐體內(nèi)模擬出符合需求的環(huán)境氣候。

優(yōu)選的，所述罐體為不銹鋼金屬罐體，包括底部、壁面和頂部；所述底部和頂部為球冠形結(jié)構(gòu)；所述壁面為圓筒結(jié)構(gòu)；所述圓筒結(jié)構(gòu)的橫截面直徑為2.1m-2.3m，高度為1.8-2.0m；所述罐體的頂部最高點與所述底部最低點之間的距離為2.4m-2.6m。

進一步，所述罐體底部設有支腿加強板，所述支腿加強板為與所述底部球冠形結(jié)構(gòu)相適應的弧形面板，所述支腿加強板通過焊接方式固定在所述底部，并與所述底部面板相貼合；所述支腿加強板上焊接有平行于所述罐體軸線方向的支腿，所述支腿底部設有垂直于所述罐體軸線方向的穩(wěn)定板；所述底部還設置有用于連接排污管道的排污口。

進一步，所述罐體頂部兩側(cè)對稱設有吊耳加強板，所述吊耳加強板為與頂部球冠形結(jié)構(gòu)相適應的弧形面板，所述吊耳加強板通過焊接方式固定在所述頂部兩側(cè)，并與所述頂部面板相貼合；所述吊耳加強板上焊接有豎直向上的吊耳；所述吊耳上設有圓孔，兩側(cè)吊耳之間的間距為1.5m-1.8m。

進一步，所述罐體壁面上設有方形開口，所述方形開口四周安裝有加強板，所述加強板上安裝有密封門；所述密封門與所述加強板通過合頁轉(zhuǎn)動連接；所述方形開口的正下方設有階梯。

優(yōu)選的，所述調(diào)溫裝置包括加熱裝置、制冷裝置和循環(huán)風機；

所述加熱裝置包括鑲嵌在所述罐體內(nèi)部的加熱電阻絲；所述中心控制系統(tǒng)通過信號線與所述加熱電阻絲相連，用于控制加熱電阻絲加熱；

所述制冷裝置包括設于所述罐體外的制冷風機，所述制冷風機通過制冷送風管與所述罐體相連；所述中心控制系統(tǒng)通過信號線與所述制冷風機相連，用于控制所述制冷風機產(chǎn)生冷氣并通過所述制冷送風管輸送至所述罐體內(nèi)；

所述循環(huán)風機包括設于罐體外的熱循環(huán)風機和冷循環(huán)風機,所述熱循環(huán)風機和所述冷循環(huán)風機分別通過管道與所述罐體相連，所述中心控制系統(tǒng)通過信號線連接并控制所述熱循環(huán)風機和所述冷循環(huán)風機；所述熱循環(huán)風機和冷循環(huán)風機分別用于對所述罐體內(nèi)部溫度進行補償調(diào)節(jié)，并使所述罐體內(nèi)部溫度均勻。

優(yōu)選的，所述噴淋裝置包括水泵和噴嘴，所述噴嘴安裝在罐體頂部；所述水泵通過水管與所述噴嘴相連；所述噴嘴的出水口直徑可調(diào)且受所述中心控制系統(tǒng)控制；所述水泵連接所述中心控制系統(tǒng)；所述中心控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)所述水泵壓力和所述噴嘴直徑來控制所述噴淋裝置的淋雨量和噴霧量。

優(yōu)選的，所述抽真空裝置采用主輔獨立，雙重補償?shù)脑O計方式：包括抽真空管道和兩個具有不同功率大小的真空泵，所述罐體上設有真空管接口；所述真空泵受中心控制系統(tǒng)控制， 并通過抽真空管道與罐體相連接；在罐體抽真空時，所述中心控制系統(tǒng)先控制功率較大的真空泵抽真空，再控制功率較小的真空泵抽真空，以調(diào)節(jié)罐體內(nèi)的氣壓，維持罐體內(nèi)部氣壓穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述氣象監(jiān)測裝置包括氣體壓力傳感器和溫濕度傳感器，所述氣體壓力傳感器和所述溫濕度傳感器安裝在罐體側(cè)壁上，所述氣體壓力傳感器和溫濕度傳感器分別通過信號輸出接口連接所述中心控制系統(tǒng)；所述氣壓傳感器和所述溫濕度傳感器分別檢測罐體內(nèi)部氣壓和溫濕度，并將檢測到的氣壓值和溫濕度值傳輸給所述中心控制系統(tǒng)；所述中心控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的氣壓值控制所述抽真空裝置工作，從而調(diào)節(jié)所述罐體內(nèi)的氣壓；所述中心控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的溫度值控制所述調(diào)溫裝置工作，從而調(diào)節(jié)所述罐體內(nèi)的溫度；所述中心控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的濕度值控制所述噴淋裝置工作，從而調(diào)節(jié)所述罐體內(nèi)的濕度。

進一步，罐體上還安裝有帶燈視鏡、攝像頭、觀察窗和地線保護裝置；所述帶燈視鏡通過信號線與中心控制系統(tǒng)相連，用于罐體內(nèi)部照明，并監(jiān)測罐體內(nèi)部狀態(tài)；所述攝像頭通過信號線與中心控制系統(tǒng)相連，用于拍攝所述罐體內(nèi)部圖像，并將所述罐體內(nèi)部圖像上傳至所述中心控制系統(tǒng)進行顯示；所述觀察窗用于人眼直接觀察罐體內(nèi)部狀態(tài)；所述地線保護裝置用于將所述調(diào)溫裝置、所述噴淋裝置、所述抽真空裝置和所述氣象監(jiān)測裝置的接地保護線連成一個電極；

所述中心控制系統(tǒng)包括觸控屏和連接所述觸控屏的控制主機；所述觸控屏用于人工輸入氣象模擬參數(shù)并顯示罐體內(nèi)部的氣象狀態(tài)；所述控制主機根據(jù)人工輸入的氣象參數(shù)控制調(diào)溫裝置、噴淋裝置和抽真空裝置；并控制觸控屏顯示氣象監(jiān)測裝置監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)和攝像頭拍攝到的罐體內(nèi)部圖像。

與最接近的技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有如下顯著進步：

1)本發(fā)明提供的一種高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置，可根據(jù)試驗要求在中心控制系統(tǒng)的觸控屏上輸入相應參數(shù),通過一套中心控制系統(tǒng)自動控制調(diào)溫裝置、噴淋裝置、抽真空裝置工作，降低了高壓試驗的試驗成本，減少了高壓試驗時的試品布置次數(shù)，大幅度提高了高電壓試驗的試驗效率。

2)本發(fā)明提供的一種高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置采用閉環(huán)反饋的控制方式，通過氣象監(jiān)測裝置實時監(jiān)測罐體內(nèi)部的氣象并反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，中心控制系統(tǒng)根據(jù)反饋結(jié)果實現(xiàn)對各個模塊的控制修正，降低了模擬裝置的誤差，提高環(huán)境模擬的精確度，解決了以往環(huán)境氣候室內(nèi)環(huán)境因素難以精確控制的缺陷。

3)本發(fā)明提供的高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置中的調(diào)溫裝置包括加熱裝 置、制冷裝置和循環(huán)風機；其中循環(huán)風機由熱循環(huán)風機和冷循環(huán)風機組成，可分別與加熱裝置和制冷裝置配合工作，用于在罐體內(nèi)部溫度達到設定值時，對罐體內(nèi)部溫度進行補償調(diào)節(jié)，并使所述罐體內(nèi)部溫度均勻；可實現(xiàn)對罐體內(nèi)部溫度的精細調(diào)節(jié)和控制，提高模擬裝置對環(huán)境模擬的精確度，解決了以往環(huán)境氣候室內(nèi)環(huán)境因素難以精確控制的缺陷。

4)本發(fā)明提供的高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置中的抽真空裝置采用主輔獨立，雙重補償?shù)脑O計方式：包括抽真空管道和兩個具有不同功率大小的真空泵，在罐體抽真空時，中心控制系統(tǒng)先控制功率較大的真空泵抽真空，再控制功率較小的真空泵抽真空，以調(diào)節(jié)罐體內(nèi)的氣壓，維持罐體內(nèi)部氣壓穩(wěn)定；可實現(xiàn)對罐體內(nèi)部氣壓的精細調(diào)節(jié)和控制，提高模擬裝置對環(huán)境模擬的精確度，解決了以往環(huán)境氣候室內(nèi)環(huán)境因素難以精確控制的缺陷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置的主視圖；

圖2為本發(fā)明提供的高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明提供的高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中1-吊耳；2-吊耳加強板；3-罐體；4-帶燈視鏡；5-密封門；6-加強板；7-支腿加強板；8-支腿；9-觀察窗；10-攝像頭；11-信號輸出接口；12-地線保護裝置；13-抽真空管道接口；14-排污口；15-風管接口；16-溫濕度測量接口；17-階梯。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

為了徹底了解本發(fā)明實施例，將在下列的描述中提出詳細的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實施例的施行并不限定于本領域的技術(shù)人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

本發(fā)明提供的高電壓試驗用小型多功能環(huán)境氣候模擬裝置的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。包括罐體3和安裝在所述罐體3上的調(diào)溫裝置、噴淋裝置和抽真空裝置；所述裝置還包括氣象監(jiān)測裝置和中心控制系統(tǒng)；所述氣象監(jiān)測裝置安裝在所述罐體3上，用于監(jiān)測所述罐體3內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)，并將所述氣象數(shù)據(jù)反饋給所述中心控制系統(tǒng)；所述中心控制系統(tǒng)設于所述罐體3外，用于接收所述氣象監(jiān)測裝置反饋的氣象數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)調(diào)控所述調(diào)溫裝置、所述噴淋裝置和所述抽真空裝置工作，以在所述罐體3內(nèi)模擬出符合需求的環(huán)境氣候。

所述罐體3為不銹鋼金屬罐體3，包括底部、壁面和頂部；所述底部和頂部為球冠形結(jié)構(gòu)；所述壁面為圓筒結(jié)構(gòu)；所述圓筒結(jié)構(gòu)的橫截面直徑為2.1m-2.3m，高度為1.8-2.0m；所述頂部最高點與所述底部最低點之間的距離為2.4m-2.6m。

所述罐體底部設有支腿加強板7，所述支腿加強板7為與所述底部球冠形結(jié)構(gòu)相適應的弧形面板，所述支腿加強板7通過焊接方式固定在所述底部，并與所述底部面板相貼合；所述支腿加強板7上焊接有平行于所述罐體3軸線方向的支腿8，所述支腿8底部設有垂直于所述罐體3軸線方向的穩(wěn)定板；所述底部還設置有用于連接排污管道的排污口14。

所述罐體頂部兩側(cè)對稱設有吊耳加強板2，所述吊耳加強板2為與頂部球冠形結(jié)構(gòu)相適應的弧形面板，所述吊耳加強板2通過焊接方式固定在所述頂部兩側(cè)，并與所述頂部面板相貼合；所述吊耳加強板2上焊接有豎直向上的吊耳1；所述吊耳1上設有圓孔，兩側(cè)吊耳1之間的間距為1.5m-1.8m。所述吊耳1用于裝置的運輸和遷移，安裝在設備上用于起吊的受力構(gòu)件。

所述罐體壁面上設有方形開口，所述方形開口四周安裝有加強板6，所述加強板6上安裝有密封門5；所述密封門5與所述加強板6通過合頁轉(zhuǎn)動連接；所述方形開口的正下方設有階梯17。所述密封門5用于增強氣密性的門開展真空實驗時對裝置的密封作用；所述階梯17用于設備檢修和試品布置時人員進出裝置的臺階。

所述調(diào)溫裝置包括加熱裝置、制冷裝置和循環(huán)風機；

所述加熱裝置包括鑲嵌在所述罐體3內(nèi)部的加熱電阻絲；所述中心控制系統(tǒng)通過信號線與所述加熱電阻絲相連，用于控制加熱電阻絲加熱；；

所述制冷裝置包括設于所述罐體3外的制冷風機，所述制冷風機通過連接罐體3上風管接口15的制冷送風管與所述罐體3相連；所述中心控制系統(tǒng)通過信號線與所述制冷風機相連，用于控制所述制冷風機產(chǎn)生冷氣并通過所述制冷送風管輸送至所述罐體3內(nèi)；

所述循環(huán)風機包括設于罐體3外的熱循環(huán)風機和冷循環(huán)風機,所述熱循環(huán)風機和所述冷循環(huán)風機分別通過管道與所述罐體3相連，所述中心控制系統(tǒng)通過信號線連接并控制所述熱循環(huán)風機和所述冷循環(huán)風機；所述熱循環(huán)風機和冷循環(huán)風機用于對所述罐體3內(nèi)部溫度進行補償調(diào)節(jié)，并使所述罐體3內(nèi)部溫度均勻：例如，當需要給罐體3加熱時，中心控制系統(tǒng)先控制加熱電阻絲給罐體3加熱，當罐體3內(nèi)部溫度升高到預定值時，熱循環(huán)風機啟動，使罐體3內(nèi)部受熱均勻，同時對內(nèi)部溫度進行補償調(diào)節(jié)。當需要給罐體3制冷時，中心控制系統(tǒng)先通過制冷風機給罐體3降溫，當罐體3內(nèi)部溫度減低到設定值時，冷循環(huán)風機啟動，使罐體3內(nèi)部受熱均勻，同時對內(nèi)部溫度進行補償調(diào)節(jié)。

所述噴淋裝置包括水泵和噴嘴，所述噴嘴安裝在罐體3頂部；所述水泵通過水管與所述噴嘴相連；所述噴嘴的出水口直徑可調(diào)且受所述中心控制系統(tǒng)控制；所述水泵連接所述中心控制系統(tǒng)；所述中心控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)所述水泵壓力和所述噴嘴直徑來控制所述噴淋裝置的淋雨量和噴霧量。

所述抽真空裝置采用主輔獨立，雙重補償?shù)脑O計方式：包括抽真空管道和兩個具有不同功率大小的真空泵，所述罐體3上設有抽真空管道接口13，用于連接所述抽真空管道；所述真空泵受中心控制系統(tǒng)控制，并通過抽真空管道與罐體3相連接；在罐體3抽真空時，所述中心控制系統(tǒng)先控制功率較大的真空泵抽真空，再控制功率較小的真空泵抽真空，用功率較小的真空泵在小范圍內(nèi)實現(xiàn)罐體3內(nèi)氣壓的精細調(diào)節(jié)，以使罐體3內(nèi)部氣壓在長時間內(nèi)維持相對穩(wěn)定的氣壓狀態(tài)。

所述氣象監(jiān)測裝置包括氣體壓力傳感器和溫濕度傳感器，所述氣體壓力傳感器和所述溫濕度傳感器安裝在罐體3側(cè)壁上，所述氣體壓力傳感器和溫濕度傳感器分別通過信號輸出接口11連接所述中心控制系統(tǒng)；所述氣壓傳感器和所述溫濕度傳感器分別檢測罐體3內(nèi)部氣壓和溫濕度，并將檢測到的氣壓值和溫濕度值傳輸給所述中心控制系統(tǒng)；所述中心控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的氣壓值控制所述抽真空裝置工作，從而調(diào)節(jié)所述罐體3內(nèi)的氣壓；所述中心控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的溫度值控制所述調(diào)溫裝置工作，從而調(diào)節(jié)所述罐體3內(nèi)的溫度；所述中心控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的濕度值控制所述噴淋裝置工作，從而調(diào)節(jié)所述罐體3內(nèi)的濕度。

罐體3上還安裝有帶燈視鏡4、攝像頭10、觀察窗9和地線保護裝置12；所述帶燈視鏡4用于罐體3內(nèi)部照明和監(jiān)測罐體3內(nèi)部設備狀態(tài)；所述攝像頭10用于實時拍攝罐體3內(nèi)部試驗情況；所述觀察窗9用于人眼直接觀測罐體3內(nèi)部狀態(tài)。所述帶燈視鏡4和所述攝像頭10分別通過信號線與中心控制系統(tǒng)相連接，其中攝像頭10可將罐體3內(nèi)部景象實時傳輸?shù)街行目刂葡到y(tǒng)進行顯示。所述地線保護裝置12連接在裝置外表面,將各個設備的接地保護線連接在一個電極上；用于防止罐體3和各設備的漏電,并對罐體3和設備進行高壓隔離保護；

所述中心控制系統(tǒng)包括觸控屏和連接所述觸控屏的控制主機；所述觸控屏用于人工輸入氣象模擬參數(shù)并顯示罐體3內(nèi)部的氣象狀態(tài)；所述控制主機根據(jù)人工輸入的氣象參數(shù)控制調(diào)溫裝置、噴淋裝置和抽真空裝置；并控制觸控屏顯示氣象監(jiān)測裝置監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)和攝像頭10拍攝到的罐體3內(nèi)部圖像。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換， 均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。