[发明专利]模拟雾霾环境下绝缘子积污特性实验装置及其操作方法

说明书

一.技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种人工模拟雾霾环境下绝缘子积污特性测试装置及其操作方法。

二.背景技术

近几年我国中东部频繁出现大范围雾霾天气，覆盖面积超140万km2，74个PM2.5重点监测城市中近半数遭遇严重污染。雾霾不仅影响人类健康，而且对输变电设备也造成很大安全隐患。主要是雾霾天气导致的绝缘子表面积污的增加和雾霾导致的湿沉降及其对绝缘子污闪电压的影响。在雾霾天气条件下，空气相对湿度达到80％-90％，在绝缘子表面会形成水膜，积在绝缘子表面的污秽中的可溶盐类会溶于水中，形成导电的水膜，这样就有泄漏电流沿绝缘子表面流过。泄漏电流的大小取决于脏污程度和受潮程度。由于绝缘子的形状、结构尺寸等因素的影响，绝缘子表面的各部位的电流密度不同，结果在电流密度比较大的部位首先形成干燥带，干燥带的形成使得绝缘子表面电压分布更加不均匀，干燥带承担较高的电压。当电场强度足够大时，将产生跨越干区的沿面放电，形成局部电弧，当脏污和潮湿状态较严重时，局部电弧会逐步发展，当达到和超过临界状态时，电弧会贯穿两级，完成闪络。因此，研究雾霾天气下，绝缘子的积污特性具有很大的意义。

绝缘子积污特性研究可确定自然积污规律、积污的盐密、灰密,可指导污区划分、外绝缘的设计、运行和维护,是电力系统外绝缘研究的一项基础性工作。但是通过绝缘子串自然积污来研究的缺点是周期长,且由于气候、采样时间等因素获得的现场数据分散性较大。因此,有必要通过人工积污模拟雾霾环境,在较短时间内获得大量不同各类绝缘子的积污数据,充分研究其积污特性,为线路设计、运行提供基础。

三、发明内容

发明目的：本发明针对雾霾天气下绝缘子积污数据的不足，提供一种模拟雾霾积污特性测试系统及其操作方法，在实验室内进行人工模拟雾霾环境下和不同污秽程度下的绝缘子自然积污，与传统的线路取样进行自然积污特性研究的方法相比，实验周期短，可操控性强，安全可靠。

技术方案：一种模拟雾霾环境下绝缘子积污特性实验装置，轴流风机、实验舱沿风向走势连接；所述的实验舱沿风向走势依次为进口风道、进口扩张段、实验舱低速段、出口收缩段和排放段，所述的进口风道顶部设有颗粒物添加口，进口风道与雾霾发生模拟装置连接，所述的雾霾发生模拟装置由气溶胶发生器和蒸汽发生器组成；在进口扩张段和实验舱低速段之间设有风向调节装置，在实验舱低速段顶部设有雾霾测量装置、绝缘子旋转装置、喷淋降雨装置和加热装置，在绝缘子迎风面前部设置雾霾测量装置的探头；所述的雾霾测量装置包括温湿度变送器、风速仪和电称低压冲击器。

所述的轴流风机为风速可调变频风机。

所述的进口风道长度为2-2.5m，高度为实验舱低速段的0.5倍。实验舱低速段长度为2m，宽度为2m，高度为2m。

所述风向调节装置由内外两层相互垂直呈网格状的活页组成。

所述的喷淋降雨装置由双流体喷嘴与空压机、蓄水槽构成。

所述的实验舱低速段底部设有污水排放孔，侧面设置观察窗。

基于所述的模拟雾霾环境下绝缘子积污特性实验装置的试验方法，步骤为：

(1)绝缘子管架设置转动装置，并在上面布置不同型号的绝缘子；

(2)采用轴流风机提供自然风，通过调频电机以改变风量；

(3)启动气溶胶发生器加入细颗粒物；

(4)启动转动装置，使绝缘子串匀速转动；

(5)开启喷雾模式，使绝缘子处于高湿环境中；

(6)开启雾霾监测装置，保证雾霾环境的产生；

(7)开启加热装置，对绝缘子进行升温烘干；

(8)开启喷淋降雨装置，对绝缘子进行淋雨实验，再次开启加热装置干燥绝缘子；

(9)将步骤(2)-(8)循环进行，采集循环之后绝缘子表面污秽进行分析。

与现在技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在实验室内进行人工模拟雾霾条件下绝缘子积污特性试验，能在模拟雾霾环境下研究颗粒物、风速、温湿度、降雨等因素对绝缘子积污特性的影响，与传统的绝缘子自然积污试验相比，省时省力，可操控性强，其研究成果对于输电线路绝缘子运行维护及设计选型具有重要意义。

四、附图说明

图1是本发明的装置结构示意图

图中：1-轴流风机；2-实验舱进口风道；3-实验舱低速段；4-排放段；5-气溶胶发生器；6-蒸汽发生器；7-风速仪；8-电称低压冲击器；9-温湿度变送器；10-风向调节装置；11-绝缘子旋转装置；12-喷淋降雨装置；13-加热装置；