[发明专利]一种带冰风洞的气候人工模拟室

说明书

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，具体涉及一种带冰风洞的气候人工模拟室。

背景技术

户外输变电设备覆冰灾害严重威胁电力系统的安全运行。近年来，为了研究输变电设备的覆冰增长机理以及覆冰对输变电设备外绝缘的影响，国内外高校和科研机构建立了各自的气候人工模拟实验室，并开展了大量的输电导线、绝缘子和套管覆冰、融冰与冰闪试验。但是在气候人工模拟实验室进行电力设备覆冰时，只进行在没有风状态下对电力设备覆冰，目前认为低速风（3~7m/s）对覆冰形态、覆冰增长具有重大影响，而试验研究几乎没有考虑风的影响，主要是在气候人工模拟实验室内难以形成均匀的风速，无法开展相关的试验研究工作，因此到目前也没有获得风对电力设备覆冰影响的数据和曲线。

发明内容

本发明的目的是提供一种可形成均匀风的气候人工模拟试验平台，即一种带冰风洞的气候人工模拟试验室，从而为研究风对设备覆冰的影响奠定基础。同时，利用本发明的气候人工模拟室，在试品表面能形成雨凇、雾凇、混合凇、湿雪等多种覆冰类型。

本发明的技术解决方案为：一种气候人工模拟室，包括用于给气候室内空气降温的制冷装置、设置在气候室内的低速风洞，以及覆冰水气生成装置和与其相连并位于气候室内的雾化喷淋装置；试验区连接在低速风洞的出风口，在出风口对侧试验区开有回风口，气候室内墙作为低速风洞的回风区，在试验区内形成0~10m/s 的均匀风；所述覆冰水气生成装置包括覆冰水生成装置和覆冰气生成装置，分别将一定压力的水与气通入雾化喷淋装置并混合，以在试验区喷淋出一定数量和粒径的水雾滴。

所述低速风洞包括：风机、风管、导风栅和整流导风栅，风机与风管贯通连接，在风管朝向出风口一端的管腔内设有整流导风栅，在风机与整流导风栅之间的风管的管腔内设有导流板。

作为改进，同轴线间隔设置至少二组整流导风栅；导风栅设在风管拐角处，使风转向并改善其均匀度。

作为进一步的改进，整流导风栅中板间距不大于0.2米，导风栅中板弯曲成圆弧形。

所述覆冰水生成装置包括依次连接的原水箱、可调压力水泵、水压表和覆冰水阀；或，所述覆冰气生成装置包括依次连接的空气压缩机、储气罐、气压调节阀、气压表和覆冰气阀。

所述雾化喷淋装置包括由若干个雾化喷头组成的覆冰水雾化喷头组，固定在气候室两侧；所述覆冰水生成装置与每个雾化喷头的进水口相连，所述覆冰气生成装置与每个雾化喷头的进气口相连。

所述制冷装置包括制冷机组和与其相连并设置在气候室内的热交换器，

所述热交换器由若干组，并列设置在与风机进风口相对的回风区内。

本发明还提供一种在气候人工模拟室中形成多种覆冰类型的方法，包括：将气候室降温到预设值，并在试验区内形成0~10m/s 的均匀风，通过喷雾的方法形成覆冰，通过改变喷雾进水压力和进气压力的数值及大小关系，进而改变喷出水雾滴的数量和粒径，以形成不同的覆冰类型。优选将气候室降温到0~-19℃。

本发明的有益效果是：

1）通过调节覆冰水雾化喷头的水和气的压力，即可实现在试品表面形成雨凇、雾凇、混合凇和湿雪多种覆冰类型；

2）可以有效地在被试品表面形成均匀、稳定、风向一致的风场，满足研究风对设备表面覆冰影响研究的需要，为重冰区输变电设备抗冰设计、融冰工作、覆冰预测提供基础数据；

3）覆冰水水温可以大于2℃，覆冰水雾化喷头不易堵塞；

4）使用和操作简单，运行维护方便，投资少，满足电力系统防冻融冰生产试验和科研工作的需求。

附图说明

图1、图2为本发明带冰风洞的气候人工模拟室的一个具体实施例示意图，其中图1为整体示意图，图2为冰风洞示意图，图中标示为：1—气候人工模拟室试验区，2—低速风洞，3—制冷机组，4—覆冰水气生成装置，5—覆冰水雾化喷头组，6—风机，7—热交换器，8—风管，9—导风栅，10—整流导风栅。

图3为采用本发明带冰风洞的气候人工模拟室，风对绝缘子表面覆冰影响试验效果图。

具体实施方式

如图1所示，由气候人工模拟室试验区1、低速风洞2、制冷机组3、覆冰水气生成装置4、覆冰水雾化喷头组5等共同构成风对电力设备覆冰影响的试验平台，确保试验时被试品覆冰试验时能处在均匀稳定的风场中。