一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括密閉的霧霾罐、霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)、參數(shù)測量系統(tǒng)和高壓放電模型系統(tǒng)；霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)包括霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)，霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)的輸出口與霧霾罐內(nèi)部連通；參數(shù)測量系統(tǒng)包括霧霾濃度監(jiān)測裝置、霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置和溫濕度傳感器；高壓放電模型系統(tǒng)包括鋁棒、鋁板和/或絕緣子，內(nèi)置有高壓線的高壓套管與霧霾罐內(nèi)部連通，鋁棒、鋁板和/或絕緣子設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)各種程度、條件可控的霧霾試驗(yàn)環(huán)境的模擬，并配有數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備，能夠進(jìn)行高壓試驗(yàn)，促進(jìn)我國針對(duì)霧霾環(huán)境對(duì)各類電氣設(shè)備外絕緣影響的研究。
【專利說明】一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，霧霾現(xiàn)象在全國范圍內(nèi)頻繁發(fā)生，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了一系列嚴(yán)重影 響，其中就包含對(duì)我國輸電工程中各類電氣設(shè)備外絕緣的影響。為了能夠針對(duì)霧霾環(huán)境對(duì) 各類電氣設(shè)備外絕緣造成的影響進(jìn)行進(jìn)一步研究，亟需一種能夠模擬霧霾環(huán)境，并配有一 套數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置。此霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置需要能夠模擬真實(shí)的 霧霾環(huán)境，同時(shí)能夠?qū)Ω黜?xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)各種程度、條件可控的霧霾試驗(yàn)環(huán) 境的模擬，并能夠進(jìn)行高壓試驗(yàn)。而目前并未有此類霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，直接影響到研 究者對(duì)霧霾環(huán)境給各類電氣設(shè)備外絕緣所造成影響的研究工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)各種程度、條件可控 的霧霾試驗(yàn)環(huán)境的模擬，并配有數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備，能夠進(jìn)行高壓試驗(yàn)，促進(jìn)我國針對(duì)霧霾環(huán)境 對(duì)各類電氣設(shè)備外絕緣影響的研究。
[0004] 本發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括密閉的霧霾罐、霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)、參數(shù)測量系統(tǒng)和高壓 放電模型系統(tǒng)；所述的霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)包括霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)，霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生 系統(tǒng)的輸出口與霧霾罐內(nèi)部連通；所述的參數(shù)測量系統(tǒng)包括霧霾濃度監(jiān)測裝置、霧霾粒徑 分布監(jiān)測裝置和溫濕度傳感器，霧霾濃度監(jiān)測裝置和霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置的采樣頭分別 通過導(dǎo)管與霧霾罐內(nèi)部連通，溫濕度傳感器設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部；所述的高壓放電模型系統(tǒng) 包括鋁棒、鋁板和/或絕緣子，內(nèi)置有高壓線的高壓套管與霧霾罐內(nèi)部連通，鋁棒、鋁板和/ 或絕緣子設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部。
[0005] 還包括混合循環(huán)系統(tǒng)，所述的混合循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部的中空且開設(shè) 有出氣口的分散環(huán)、設(shè)置在霧霾罐外部且兩端與霧霾罐內(nèi)部上下兩端導(dǎo)通的循環(huán)管以及設(shè) 置在霧霾罐內(nèi)部的風(fēng)扇；霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)的輸出端分別與霧霾罐內(nèi)部設(shè)置的分散 環(huán)連通。
[0006] 所述的霧霾罐采用有機(jī)玻璃制成的圓柱形霧霾罐，霧霾罐的上封蓋和下封蓋與罐 體可拆卸連接。
[0007] 所述的分散環(huán)包括導(dǎo)霧分散環(huán)和導(dǎo)霾分散環(huán)，霧霾罐內(nèi)部頂端設(shè)置有導(dǎo)霧分散環(huán) 和導(dǎo)霾分散環(huán)；霧霾罐內(nèi)部底端設(shè)置有導(dǎo)霧分散環(huán)。
[0008] 所述的霧產(chǎn)生系統(tǒng)采用超聲波起霧器，超聲波起霧器的輸出口分別通過霧連接管 與霧霾罐內(nèi)部頂端和霧霾罐內(nèi)部底端設(shè)置的導(dǎo)霧分散環(huán)連通；所述的霾產(chǎn)生系統(tǒng)包括一端 與霧霾罐內(nèi)部頂端設(shè)置的導(dǎo)霾分散環(huán)連通、另一端連接鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的霾連接管，鼓風(fēng)機(jī) 出風(fēng)口上方的霾連接管上設(shè)置有入霾口。
[0009] 霧霾濃度監(jiān)測裝置采用激光粉塵儀；霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置采用氣溶膠粒徑譜 儀。
[0010] 霧霾罐內(nèi)部上方和下方分別設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)置有高壓線的高壓套管，高壓套管采用 鋁芯硅橡膠護(hù)套。
[0011] 霧霾罐外部均勻設(shè)置有四組循環(huán)管，霧霾罐內(nèi)部下方沿周向水平均勻設(shè)置有多組 風(fēng)扇，霧霾罐內(nèi)部底端設(shè)置有多組向上的風(fēng)扇。
[0012] 本發(fā)明通過設(shè)置密閉的霧霾罐，并加裝有霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)、參數(shù)測量系統(tǒng)和高壓放 電模型系統(tǒng)，能夠根據(jù)參數(shù)測量系統(tǒng)反饋的相關(guān)參數(shù)調(diào)整霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)， 以模擬各種程度的霧霾試驗(yàn)環(huán)境；同時(shí)，高壓放電高壓放電模型系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)棒-棒空氣 間隙放電、棒-板空氣間隙放電和絕緣子閃絡(luò)試驗(yàn)，有利于我國針對(duì)霧霾環(huán)境對(duì)各類電氣 設(shè)備外絕緣影響的研究的順利進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明進(jìn)行棒-板間隙模擬時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明進(jìn)行棒-棒間隙模擬時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明進(jìn)行絕緣子閃絡(luò)模擬時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 如圖1至4所示，本發(fā)明所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括密閉的霧霾罐1、霧霾 產(chǎn)生系統(tǒng)、參數(shù)測量系統(tǒng)、高壓放電模型系統(tǒng)和混合循環(huán)系統(tǒng)。
[0015] 所述的霧霾罐1采用有機(jī)玻璃制成的圓柱形霧霾罐1，用于為實(shí)驗(yàn)提供密閉空間。 霧霾罐1的上封蓋2和下封蓋3與罐體可拆卸密閉連接，霧霾罐1的上封蓋2和下封蓋3 在打開時(shí)可便于工作人員安裝各類相關(guān)設(shè)備；霧霾罐1的上封蓋2和下封蓋3在關(guān)閉時(shí)能 夠保證霧霾罐1的密封效果。
[0016] 所述的參數(shù)測量系統(tǒng)用于監(jiān)測實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，包括霧霾濃度監(jiān)測裝 置、霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置和溫濕度傳感器6。霧霾濃度監(jiān)測裝置可采用激光粉塵儀，用于 監(jiān)測實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的霧霾濃度；霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置可采用氣溶膠粒徑譜儀，用于監(jiān)測實(shí) 驗(yàn)區(qū)域內(nèi)氣溶膠粒徑分布；溫濕度傳感器6用于監(jiān)測實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的溫度與相對(duì)濕度。霧霾 濃度監(jiān)測裝置采樣頭4和霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置采樣頭5分別通過導(dǎo)管與霧霾罐1內(nèi)部連 通，溫濕度傳感器6設(shè)置在霧霾罐1內(nèi)部。參數(shù)測量能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測試驗(yàn)區(qū)域的狀態(tài)，可測性 強(qiáng)。
[0017] 所述的高壓放電模型系統(tǒng)包括鋁棒17、鋁板18和/或絕緣子19,高壓套管7與霧 霾罐1內(nèi)部連通，高壓套管7內(nèi)設(shè)置有高壓線；鋁棒17、鋁板18和/或絕緣子19設(shè)置在霧 霾罐1內(nèi)部。鋁棒17用于模擬棒電極，鋁板18用于模擬板電極，各類絕緣子19可通過絕 緣繩16懸掛在霧霾管內(nèi)部，用于高壓放電試驗(yàn)。通過鋁棒17、鋁板18和/或絕緣子19的 組合，能夠?qū)崿F(xiàn)棒-棒空氣間隙放電、棒-板空氣間隙放電和絕緣子19閃絡(luò)試驗(yàn)。本實(shí)施 例中，霧霾罐1內(nèi)部上方和下方分別設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)置有高壓線的高壓套管7,高壓套管7采 用鋁芯硅橡膠護(hù)套，高壓套管7內(nèi)的高壓線連接有銅導(dǎo)線。設(shè)置有高壓放電模型的試驗(yàn)區(qū) 域能進(jìn)行帶電積污、間隙放電與絕緣子19沿面閃絡(luò)等傳統(tǒng)外絕緣各項(xiàng)試驗(yàn)，可用性強(qiáng)。
[0018] 所述的混合循環(huán)系統(tǒng)用于促進(jìn)霧霾罐1的霧霾均勻混合、空氣流動(dòng)與氣壓平衡， 混合循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在霧霾罐1內(nèi)部的分散環(huán)、設(shè)置在霧霾罐1外部的循環(huán)管8以及設(shè) 置在霧霾罐1內(nèi)部的風(fēng)扇9。分散環(huán)采用設(shè)置有中空腔體的環(huán)體，分散環(huán)表面開設(shè)有與中空 腔體導(dǎo)通的出氣口，用于將腔體內(nèi)的霧和霾通過出氣口排入到霧霾罐1內(nèi)部。本實(shí)施例中， 分散環(huán)包括導(dǎo)霧分散環(huán)10和導(dǎo)霾分散環(huán)11，霧霾罐1內(nèi)部頂端設(shè)置有導(dǎo)霧分散環(huán)10和導(dǎo) 霾分散環(huán)11 ;霧霾罐1內(nèi)部底端設(shè)置有導(dǎo)霧分散環(huán)10。
[0019] 循環(huán)管8設(shè)置在霧霾罐1外部，且循環(huán)管8的兩端與霧霾罐1內(nèi)部上下兩端相互 導(dǎo)通，以實(shí)現(xiàn)霧霾罐1內(nèi)部空氣的循環(huán)流動(dòng)以及平衡氣壓；本實(shí)施例中，霧霾罐1外部沿周 向均勻設(shè)置有四組循環(huán)管8。
[0020] 霧霾罐1內(nèi)部的風(fēng)扇9為霧霾罐1內(nèi)部空氣的循環(huán)流動(dòng)提供動(dòng)力，霧霾罐1內(nèi)部 下方沿周向水平均勻設(shè)置有多組風(fēng)扇9,霧霾罐1內(nèi)部底端設(shè)置有多組向上的風(fēng)扇9。
[0021] 混合循環(huán)系統(tǒng)中分散環(huán)、循環(huán)管8與風(fēng)扇9的設(shè)計(jì)，能夠使試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的空氣快速 均勻混合。
[0022] 所述的霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)用于產(chǎn)生霾和霧，包括霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)。霧產(chǎn)生系 統(tǒng)可采用超聲波起霧器12,超聲波起霧器12的輸出口分別通過霧連接管與霧霾罐1內(nèi)部頂 端和霧霾罐1內(nèi)部底端設(shè)置的導(dǎo)霧分散環(huán)10連通；霾產(chǎn)生系統(tǒng)包括一端與霧霾罐1內(nèi)部頂 端設(shè)置的導(dǎo)霾分散環(huán)11連通、另一端連接鼓風(fēng)機(jī)13出風(fēng)口的霾連接管15,鼓風(fēng)機(jī)13出風(fēng) 口上方的霾連接管15上設(shè)置有入霾口 14。使用時(shí)，可將霾用顆粒物從入霾口 14加入，并通 過鼓風(fēng)機(jī)13和霾連接管15送入到霧霾罐1內(nèi)部頂端設(shè)置的導(dǎo)霾分散環(huán)11內(nèi)。使用者能 夠通過霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)，控制霧水電導(dǎo)率、濕度、顆粒物成分、顆粒物粒徑分布與霧霾濃度，以 模擬產(chǎn)生各種程度的霧霾環(huán)境，可控性強(qiáng)。
[0023] 本發(fā)明利用霧水與顆粒物混合擴(kuò)散的原理，控制各項(xiàng)初始條件，使試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的 環(huán)境達(dá)到霧霾的監(jiān)測指標(biāo)。工作過程如下： (1)選擇溶質(zhì)，配制一定電導(dǎo)率的溶液。將各種粉末以一定比例和一定質(zhì)量混合均勻。
[0024] (2)用超聲波起霧器12將溶液震蕩起霧，并在積污室內(nèi)通過濕度傳感器檢測濕 度。
[0025] (3)霧擴(kuò)散到整個(gè)區(qū)域，達(dá)到霧霾條件要求的濕度后，通入粉末。
[0026] (4)開啟風(fēng)扇9,并用氣溶膠粒徑譜儀監(jiān)測PM2. 5與PM10,達(dá)到霧霾濃度要求后，停 止通入粉末。
[0027] (5)關(guān)閉風(fēng)扇9,氣體穩(wěn)定且均勻后，記錄濃度、濕度、溫度與霧水電導(dǎo)率等參數(shù)。
[0028] (6)進(jìn)行試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括密閉的霧霾罐、霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)、參數(shù) 測量系統(tǒng)和高壓放電模型系統(tǒng)；所述的霧霾產(chǎn)生系統(tǒng)包括霧產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)，霧產(chǎn) 生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)的輸出口與霧霾罐內(nèi)部連通；所述的參數(shù)測量系統(tǒng)包括霧霾濃度監(jiān)測 裝置、霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置和溫濕度傳感器，霧霾濃度監(jiān)測裝置和霧霾粒徑分布監(jiān)測裝 置的采樣頭分別通過導(dǎo)管與霧霾罐內(nèi)部連通，溫濕度傳感器設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部；所述的高 壓放電模型系統(tǒng)包括鋁棒、鋁板和/或絕緣子，內(nèi)置有高壓線的高壓套管與霧霾罐內(nèi)部連 通，鋁棒、鋁板和/或絕緣子設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：還包括混合循環(huán)系 統(tǒng)，所述的混合循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部的中空且開設(shè)有出氣口的分散環(huán)、設(shè)置在 霧霾罐外部且兩端與霧霾罐內(nèi)部上下兩端導(dǎo)通的循環(huán)管以及設(shè)置在霧霾罐內(nèi)部的風(fēng)扇；霧 產(chǎn)生系統(tǒng)和霾產(chǎn)生系統(tǒng)的輸出端分別與霧霾罐內(nèi)部設(shè)置的分散環(huán)連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的霧霾罐采用有 機(jī)玻璃制成的圓柱形霧霾罐，霧霾罐的上封蓋和下封蓋與罐體可拆卸連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的分散環(huán)包括導(dǎo) 霧分散環(huán)和導(dǎo)霾分散環(huán)，霧霾罐內(nèi)部頂端設(shè)置有導(dǎo)霧分散環(huán)和導(dǎo)霾分散環(huán)；霧霾罐內(nèi)部底 端設(shè)置有導(dǎo)霧分散環(huán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的霧產(chǎn)生系統(tǒng)采 用超聲波起霧器，超聲波起霧器的輸出口分別通過霧連接管與霧霾罐內(nèi)部頂端和霧霾罐內(nèi) 部底端設(shè)置的導(dǎo)霧分散環(huán)連通；所述的霾產(chǎn)生系統(tǒng)包括一端與霧霾罐內(nèi)部頂端設(shè)置的導(dǎo)霾 分散環(huán)連通、另一端連接鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的霾連接管，鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口上方的霾連接管上設(shè)置 有入霾口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：霧霾濃度監(jiān)測裝置采 用激光粉塵儀；霧霾粒徑分布監(jiān)測裝置采用氣溶膠粒徑譜儀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：霧霾罐內(nèi)部上方和下 方分別設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)置有高壓線的高壓套管，高壓套管采用鋁芯硅橡膠護(hù)套。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的霧霾環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：霧霾罐外部均勻設(shè)置 有四組循環(huán)管，霧霾罐內(nèi)部下方沿周向水平均勻設(shè)置有多組風(fēng)扇，霧霾罐內(nèi)部底端設(shè)置有 多組向上的風(fēng)扇。
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK104215570SQ201410451731
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】盧明, 劉動(dòng), 劉長義, 陳楓林, 余翔, 胡揚(yáng)宇, 任歡, 馬德英, 龐鍇, 劉澤輝, 董曼玲 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究, 院, 國網(wǎng)河南省電力公司, 清華大學(xué)