一種霧霾環境模擬實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種霧霾環境模擬實驗裝置，包括密閉的霧霾罐、霧霾產生系統、參數測量系統和高壓放電模型系統；霧霾產生系統包括霧產生系統和霾產生系統，霧產生系統和霾產生系統的輸出口與霧霾罐內部連通；參數測量系統包括霧霾濃度監測裝置、霧霾粒徑分布監測裝置和溫濕度傳感器；高壓放電模型系統包括鋁棒、鋁板和/或絕緣子，內置有高壓線的高壓套管與霧霾罐內部連通，鋁棒、鋁板和/或絕緣子設置在霧霾罐內部。本發明能夠實現各種程度、條件可控的霧霾試驗環境的模擬，并配有數據監測設備，能夠進行高壓試驗，促進我國針對霧霾環境對各類電氣設備外絕緣影響的研究。
【專利說明】一種霧霾環境模擬實驗裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種實驗裝置，尤其涉及一種霧霾環境模擬實驗裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，霧霾現象在全國范圍內頻繁發生，對我國經濟發展造成了一系列嚴重影 響，其中就包含對我國輸電工程中各類電氣設備外絕緣的影響。為了能夠針對霧霾環境對 各類電氣設備外絕緣造成的影響進行進一步研究，亟需一種能夠模擬霧霾環境，并配有一 套數據監測設備的霧霾環境模擬實驗裝置。此霧霾環境模擬實驗裝置需要能夠模擬真實的 霧霾環境，同時能夠對各項參數指標進行調節，從而實現各種程度、條件可控的霧霾試驗環 境的模擬，并能夠進行高壓試驗。而目前并未有此類霧霾環境模擬實驗裝置，直接影響到研 究者對霧霾環境給各類電氣設備外絕緣所造成影響的研究工作。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種霧霾環境模擬實驗裝置，能夠實現各種程度、條件可控 的霧霾試驗環境的模擬，并配有數據監測設備，能夠進行高壓試驗，促進我國針對霧霾環境 對各類電氣設備外絕緣影響的研究。
[0004] 本發明采用下述技術方案： 一種霧霾環境模擬實驗裝置，包括密閉的霧霾罐、霧霾產生系統、參數測量系統和高壓 放電模型系統；所述的霧霾產生系統包括霧產生系統和霾產生系統，霧產生系統和霾產生 系統的輸出口與霧霾罐內部連通；所述的參數測量系統包括霧霾濃度監測裝置、霧霾粒徑 分布監測裝置和溫濕度傳感器，霧霾濃度監測裝置和霧霾粒徑分布監測裝置的采樣頭分別 通過導管與霧霾罐內部連通，溫濕度傳感器設置在霧霾罐內部；所述的高壓放電模型系統 包括鋁棒、鋁板和/或絕緣子，內置有高壓線的高壓套管與霧霾罐內部連通，鋁棒、鋁板和/ 或絕緣子設置在霧霾罐內部。
[0005] 還包括混合循環系統，所述的混合循環系統包括設置在霧霾罐內部的中空且開設 有出氣口的分散環、設置在霧霾罐外部且兩端與霧霾罐內部上下兩端導通的循環管以及設 置在霧霾罐內部的風扇；霧產生系統和霾產生系統的輸出端分別與霧霾罐內部設置的分散 環連通。
[0006] 所述的霧霾罐采用有機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] 所述的分散環包括導霧分散環和導霾分散環，霧霾罐內部頂端設置有導霧分散環 和導霾分散環；霧霾罐內部底端設置有導霧分散環。
[0008] 所述的霧產生系統采用超聲波起霧器，超聲波起霧器的輸出口分別通過霧連接管 與霧霾罐內部頂端和霧霾罐內部底端設置的導霧分散環連通；所述的霾產生系統包括一端 與霧霾罐內部頂端設置的導霾分散環連通、另一端連接鼓風機出風口的霾連接管，鼓風機 出風口上方的霾連接管上設置有入霾口。
[0009] 霧霾濃度監測裝置采用激光粉塵儀；霧霾粒徑分布監測裝置采用氣溶膠粒徑譜 儀。
[0010] 霧霾罐內部上方和下方分別設置有兩個內置有高壓線的高壓套管，高壓套管采用 鋁芯硅橡膠護套。
[0011] 霧霾罐外部均勻設置有四組循環管，霧霾罐內部下方沿周向水平均勻設置有多組 風扇，霧霾罐內部底端設置有多組向上的風扇。
[0012] 本發明通過設置密閉的霧霾罐，并加裝有霧霾產生系統、參數測量系統和高壓放 電模型系統，能夠根據參數測量系統反饋的相關參數調整霧霾產生系統的各項參數指標， 以模擬各種程度的霧霾試驗環境；同時，高壓放電高壓放電模型系統能夠實現棒-棒空氣 間隙放電、棒-板空氣間隙放電和絕緣子閃絡試驗，有利于我國針對霧霾環境對各類電氣 設備外絕緣影響的研究的順利進行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為本發明進行棒-板間隙模擬時的結構示意圖； 圖3為本發明進行棒-棒間隙模擬時的結構示意圖； 圖4為本發明進行絕緣子閃絡模擬時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 如圖1至4所示，本發明所述的霧霾環境模擬實驗裝置，包括密閉的霧霾罐1、霧霾 產生系統、參數測量系統、高壓放電模型系統和混合循環系統。
[0015] 所述的霧霾罐1采用有機玻璃制成的圓柱形霧霾罐1，用于為實驗提供密閉空間。 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 在打開時可便于工作人員安裝各類相關設備；霧霾罐1的上封蓋2和下封蓋3在關閉時能 夠保證霧霾罐1的密封效果。
[0016] 所述的參數測量系統用于監測實驗區域內的各項環境參數，包括霧霾濃度監測裝 置、霧霾粒徑分布監測裝置和溫濕度傳感器6。霧霾濃度監測裝置可采用激光粉塵儀，用于 監測實驗區域內的霧霾濃度；霧霾粒徑分布監測裝置可采用氣溶膠粒徑譜儀，用于監測實 驗區域內氣溶膠粒徑分布；溫濕度傳感器6用于監測實驗區域內的溫度與相對濕度。霧霾 濃度監測裝置采樣頭4和霧霾粒徑分布監測裝置采樣頭5分別通過導管與霧霾罐1內部連 通，溫濕度傳感器6設置在霧霾罐1內部。參數測量能夠實時監測試驗區域的狀態，可測性 強。
[0017] 所述的高壓放電模型系統包括鋁棒17、鋁板18和/或絕緣子19,高壓套管7與霧 霾罐1內部連通，高壓套管7內設置有高壓線；鋁棒17、鋁板18和/或絕緣子19設置在霧 霾罐1內部。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懸掛在霧霾管內部，用于高壓放電試驗。通過鋁棒17、鋁板18和/或絕緣子19的 組合，能夠實現棒-棒空氣間隙放電、棒-板空氣間隙放電和絕緣子19閃絡試驗。本實施 例中，霧霾罐1內部上方和下方分別設置有兩個內置有高壓線的高壓套管7,高壓套管7采 用鋁芯硅橡膠護套，高壓套管7內的高壓線連接有銅導線。設置有高壓放電模型的試驗區 域能進行帶電積污、間隙放電與絕緣子19沿面閃絡等傳統外絕緣各項試驗，可用性強。
[0018] 所述的混合循環系統用于促進霧霾罐1的霧霾均勻混合、空氣流動與氣壓平衡， 混合循環系統包括設置在霧霾罐1內部的分散環、設置在霧霾罐1外部的循環管8以及設 置在霧霾罐1內部的風扇9。分散環采用設置有中空腔體的環體，分散環表面開設有與中空 腔體導通的出氣口，用于將腔體內的霧和霾通過出氣口排入到霧霾罐1內部。本實施例中， 分散環包括導霧分散環10和導霾分散環11，霧霾罐1內部頂端設置有導霧分散環10和導 霾分散環11 ;霧霾罐1內部底端設置有導霧分散環10。
[0019] 循環管8設置在霧霾罐1外部，且循環管8的兩端與霧霾罐1內部上下兩端相互 導通，以實現霧霾罐1內部空氣的循環流動以及平衡氣壓；本實施例中，霧霾罐1外部沿周 向均勻設置有四組循環管8。
[0020] 霧霾罐1內部的風扇9為霧霾罐1內部空氣的循環流動提供動力，霧霾罐1內部 下方沿周向水平均勻設置有多組風扇9,霧霾罐1內部底端設置有多組向上的風扇9。
[0021] 混合循環系統中分散環、循環管8與風扇9的設計，能夠使試驗區域內的空氣快速 均勻混合。
[0022] 所述的霧霾產生系統用于產生霾和霧，包括霧產生系統和霾產生系統。霧產生系 統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內部頂 端和霧霾罐1內部底端設置的導霧分散環10連通；霾產生系統包括一端與霧霾罐1內部頂 端設置的導霾分散環11連通、另一端連接鼓風機13出風口的霾連接管15,鼓風機13出風 口上方的霾連接管15上設置有入霾口 14。使用時，可將霾用顆粒物從入霾口 14加入，并通 過鼓風機13和霾連接管15送入到霧霾罐1內部頂端設置的導霾分散環11內。使用者能 夠通過霧霾產生系統，控制霧水電導率、濕度、顆粒物成分、顆粒物粒徑分布與霧霾濃度，以 模擬產生各種程度的霧霾環境，可控性強。
[0023] 本發明利用霧水與顆粒物混合擴散的原理，控制各項初始條件，使試驗區域內的 環境達到霧霾的監測指標。工作過程如下： (1)選擇溶質，配制一定電導率的溶液。將各種粉末以一定比例和一定質量混合均勻。
[0024] (2)用超聲波起霧器12將溶液震蕩起霧，并在積污室內通過濕度傳感器檢測濕 度。
[0025] (3)霧擴散到整個區域，達到霧霾條件要求的濕度后，通入粉末。
[0026] (4)開啟風扇9,并用氣溶膠粒徑譜儀監測PM2. 5與PM10,達到霧霾濃度要求后，停 止通入粉末。
[0027] (5)關閉風扇9,氣體穩定且均勻后，記錄濃度、濕度、溫度與霧水電導率等參數。
[0028] (6)進行試驗。
【權利要求】
1. 一種霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：包括密閉的霧霾罐、霧霾產生系統、參數 測量系統和高壓放電模型系統；所述的霧霾產生系統包括霧產生系統和霾產生系統，霧產 生系統和霾產生系統的輸出口與霧霾罐內部連通；所述的參數測量系統包括霧霾濃度監測 裝置、霧霾粒徑分布監測裝置和溫濕度傳感器，霧霾濃度監測裝置和霧霾粒徑分布監測裝 置的采樣頭分別通過導管與霧霾罐內部連通，溫濕度傳感器設置在霧霾罐內部；所述的高 壓放電模型系統包括鋁棒、鋁板和/或絕緣子，內置有高壓線的高壓套管與霧霾罐內部連 通，鋁棒、鋁板和/或絕緣子設置在霧霾罐內部。
2. 根據權利要求1所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：還包括混合循環系 統，所述的混合循環系統包括設置在霧霾罐內部的中空且開設有出氣口的分散環、設置在 霧霾罐外部且兩端與霧霾罐內部上下兩端導通的循環管以及設置在霧霾罐內部的風扇；霧 產生系統和霾產生系統的輸出端分別與霧霾罐內部設置的分散環連通。
3. 根據權利要求2所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：所述的霧霾罐采用有 機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. 根據權利要求3所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：所述的分散環包括導 霧分散環和導霾分散環，霧霾罐內部頂端設置有導霧分散環和導霾分散環；霧霾罐內部底 端設置有導霧分散環。
5. 根據權利要求4所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：所述的霧產生系統采 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部頂端和霧霾罐內 部底端設置的導霧分散環連通；所述的霾產生系統包括一端與霧霾罐內部頂端設置的導霾 分散環連通、另一端連接鼓風機出風口的霾連接管，鼓風機出風口上方的霾連接管上設置 有入霾口。
6. 根據權利要求5所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：霧霾濃度監測裝置采 用激光粉塵儀；霧霾粒徑分布監測裝置采用氣溶膠粒徑譜儀。
7. 根據權利要求6所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：霧霾罐內部上方和下 方分別設置有兩個內置有高壓線的高壓套管，高壓套管采用鋁芯硅橡膠護套。
8. 根據權利要求7所述的霧霾環境模擬實驗裝置，其特征在于：霧霾罐外部均勻設置 有四組循環管，霧霾罐內部下方沿周向水平均勻設置有多組風扇，霧霾罐內部底端設置有 多組向上的風扇。
【文檔編號】G01N17/00GK104215570SQ201410451731
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】盧明, 劉動, 劉長義, 陳楓林, 余翔, 胡揚宇, 任歡, 馬德英, 龐鍇, 劉澤輝, 董曼玲 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司電力科學研究, 院, 國網河南省電力公司, 清華大學