[发明专利]一种气候环境模拟试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验方法，特别是关于一种气候环境模拟试验方法。 

背景技术

最近几年，随着国内的电力需求不断增大，特高压输电已经成为提升我国电网输送能力的重要手段。特高压线路中的绝缘子串由于暴露在户外，其表面上会沉积有一层由可溶性盐类和不溶性的灰组成的污秽层，而绝缘子串两端带有高电压，污秽会使绝缘子串表面的绝缘性能下降，尤其是在大雾、雨天或冰冻天，绝缘子串表面还可能出现较大的泄漏电流，也就是常说的闪烁现象。更为严重的是，绝缘子串表面的闪烁现象有可能会造成相间短路或相地短路，从而导致大规模停电等重大安全事故。我国与国外特高压输电工程最大的不同点是我国地域辽阔，地理、气象环境复杂。并且，随着我国经济高速发展，工业污染日益严重。因此不同地区污秽情况有很大差别，再加上高海拔和覆冰的问题，特高压外绝缘问题必将成为特高压输电建设的关键性控制因素之一。因此，提高复杂气象环境下，尤其是高海拔地区绝缘子串的电气强度，是提高特高压输电线路运行安全的重要保障。 

为了研究特高压工程用线路悬式绝缘子串、支柱绝缘子以及套管的外绝缘特性，国内外不仅对特高压输电线路的运行状况进行了长期的调查分析，还通过环境模拟试验设备从试验的角度对绝缘设备的污闪电压、冰闪电压与气压、气候因素之间的关系进行了长期的研究，分析了影响污秽绝缘子串闪络特性的因素。然而，目前国内外的环境模拟试验设备主要是针对单一气象条件进行设计的，并且国内外没有大型模拟高海拔试验室，高海拔对闪络特性影响也开展较少，对高海拔对绝缘子污闪和冰闪影响只能在小型的气候室做一些短串试验或机理性研究。国内外尽管有一些综合环境模拟试验装置，但这些装置对复杂气象环境的模拟也不够全面。例如现有技术所公开的一种多功能人工气候室系统，虽然可以人工模拟起雾、覆冰等气象环境，但缺少独立的融冰系统和模拟高海拔系统，其融冰过程仅依靠试验室的温度控制系统来实现融冰，不仅能耗大、成本高，且不易控制融冰速度。另外，目前国内研制的用于电气试验的人工气候罐体积较小，无法满足对超高压、特高压绝缘子和大型绝缘子串闪络特性的研究。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种成本低、易于模拟各种不同的气候环境，以便于研究影响污秽绝缘子串闪络特性因素的气候环境模拟试验方法。 

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种气候环境模拟试验方法，其包括以下操作：设置一环境模拟舱，在环境模拟舱中设置通有特高压电的试品，在试品周围设置热雾系统、淋雨系统、覆冰系统、造风系统和融冰系统，在环境模拟舱外设置温度调节系统、压强调节系统、测控系统和水源；模拟热雾环境时，测控系统启动热雾系统，并调制热雾系统与水源之间管道上的电磁阀，控制热雾系统以(0.05±0.01)kg/h的速率向环境模拟舱内输入蒸汽；模拟淋雨环境时，测控系统启动淋雨系统，并调制淋雨系统与水源之间管道上的电磁阀，使雨滴与试品表面碰撞时的角度成45°；模拟覆冰环境时，测控系统首先启动、调制温度调节系统，使环境模拟舱中的温度控制在-20℃～-5℃；测控系统再启动覆冰系统，并调制覆冰系统中的预冷水系统与水源之间管道上的电磁阀，使水滴均附着在试品表面，喷水时间为4小时；模拟刮风环境时，测控系统启动造风系统，并控制造风系统以0～12m/s的风速，由罐壁向罐体中心吹风；模拟融冰环境时，测控系统启动融冰系统，并控制融冰系统的加热速率，使试品附近温度以dT/dt＞10K/h上升至低于0℃，再以dT/dt＜1K/h通过0℃，时间为2～3小时。 

模拟淋雨环境时，测控系统同时启动并控制造风系统，以模拟刮风淋雨环境。 

模拟覆冰环境时，测控系统同时启动并控制造风系统，以模拟刮风覆冰环境。 

模拟融冰环境时，测控系统同时启动并控制造风系统，以模拟刮风融冰环境。 

模拟刮风淋雨环境时，测控系统同时启动并控制压强调节系统中的真空泵，使环境模拟舱内的气压为101～41.2kPa，以模拟低压下的刮风淋雨环境。 

模拟刮风覆冰环境时，测控系统同时启动并控制压强调节系统中的真空泵，使环境模拟舱内的气压为101～41.2kPa，以模拟低压下的刮风覆冰环境。 

模拟刮风融冰环境时，测控系统同时启动并控制压强调节系统中的真空泵，使环境模拟舱内的气压为101～41.2kPa，以模拟低压下的刮风融冰环境。