CN102706793A

CN102706793A - 一种电力防污试验方法及装置

Info

Publication number: CN102706793A
Application number: CN2012101796601A
Authority: CN
Inventors: 李恒真; 刘刚; 朱峰; 陈宇驰; 陈艳; 叶晓君; 李秋白; 梁祖廉; 雷乾
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种电力防污试验方法及装置，该装置包括蓄水箱、降雨喷头，所述蓄水箱内设有水泵，所述降雨喷头通过万向节与管道的一端连接，管道的另一端与水泵连接，所述蓄水箱设有进水管，进水管连接水源。通过调节变频器调节水泵的出水量，进而调节降雨密度和降雨强度；通过调整降雨喷头高度和调整降雨喷头角度，调节降雨冲刷角；通过改变变频器的频率和更换降雨喷头，调节降雨均匀度。通过人工计时，控制降雨时间。本发明建造成本低廉，操作简单易行，易于接受和掌握，便于推广。

Description

一种电力防污试验方法及装置

技术领域

本发明涉及电力防污试验技术，具体是一种电力防污试验方法及装置。

背景技术

当今世界正处于全面高速发展的时期，人类不断地提高科学技术、生产、生活效率以及自动化程度，使得电的应用范围越来越广泛，依赖于电的程度也越来越强烈。随之而来的问题是自然社会的原有平衡被打破，各种工农业烟尘、废气的排放，全球大气候的改变产生温室效应，飓风、沙尘暴、酸雨等自然灾害不断发生，对电力***产生不容忽视的负面作用。电力***污闪事故不断，造成了输电线路及变电所站设备跳闸，损失及其巨大。目前，污秽引起的绝缘闪络事故次数在电网的总事故次数中占居第二位，仅次于雷害事故，而污闪事故造成的损失却是雷害事故的10倍。由此可以看出，污闪事故已严重威胁着电网的安全稳定运行。

电力外绝缘设计、调爬、人工清扫等防污措施都需要以电力外绝缘污秽度为指导依据，因此实现电力外绝缘污秽度监测和预测，可有效指导电力外绝缘的设计和运行维护，进而实现污闪事故的预防。自然降雨可直接减少电力外绝缘表面污秽度，研究自然降雨的各种因素对电力外绝缘污秽度的影响，是电力外绝缘污秽度监测和预测的基础。而目前，国内外关于电力防污试验用降雨平台的设计几乎为空白。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种电力防污试验方法及装置，可方便快捷地模拟降雨强度、降雨冲刷角、降雨均匀度等降雨因素的调控。

本发明通过下述技术方案实现：

一种电力防污试验装置，包括蓄水箱、降雨喷头，所述蓄水箱内设有水泵，所述降雨喷头通过万向节与管道的一端连接，管道的另一端与水泵连接，所述蓄水箱设有进水管，进水管连接水源。所述水泵与电源***电连接。所述管道上还设置有水压表。

所述电源***包括依次连接的电源、电源开关、变频器，所述变频器电连接水泵。

一种电力防污试验方法，包括如下步骤：

（1）调节降雨强度

通过调整变频器的频率改变水泵转速，从而改变水泵的流量，调节降雨强度，变频器的频率越高，降雨喷头的喷洒量越大，模拟的降雨强度越大；

通过更换不同出水量的降雨喷头，改变降雨喷头出水量，调节降雨强度，降雨喷头的出水量越大，模拟的降雨强度越大；

（2）调节降雨冲刷角

通过万向节调整降雨喷头的喷头角度，以改变水滴轨迹，在其他条件不变的情况下，降雨喷头与水平方向的角度越大，模拟降雨冲刷角越小；

调节降雨喷头与地面的高度，改变降雨冲刷角，在其他条件不变的情况下，降雨喷头相对于地面的高度越高，模拟降雨冲刷角越小；

（3）调节降雨均匀度

调整变频器的频率改变水泵的转速，从而改变水泵的流量，同时改变降雨的范围和密度，即改变降雨均匀度；

（4）控制降雨时间

通过计时启动水泵或者降雨喷头，控制降雨时间。

本发明能够同时模拟调节降雨强度、降雨冲刷角、雨均匀度和降雨时间，且建造成本低廉，操作简单易行，易于接受和掌握，便于推广。

附图说明

图1为本发明电力防污试验装置的结构示意图。

图2为本发明所述的电源***结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例

如图1、2所示。本发明电力防污试验装置，包括蓄水箱3、降雨喷头8，所述蓄水箱3内设有水泵4，所述降雨喷头8通过万向节7与管道6的一端连接，管道6的另一端与水泵4连接，所述蓄水箱3设有进水管2，进水管2连接水源1。所述管道6上还设置有水压表5。

所述水泵4与电源***电连接；所述电源***包括依次连接的电源4-1、电源开关4-2、变频器4-3，所述变频器4-3电连接水泵4。

蓄水箱3用于存储降雨实验用水，以便于实现持续稳定地给水泵4供水。水泵4为异步电机水泵，用于将水供到高处通过降雨喷头8喷水模拟降雨。万向节7（也可采用齿轮式调节旋钮）用于调节降雨喷头8的喷水角度，以便于调节降雨冲刷角度，可以实现降雨冲刷角度在0°~45°范围内的调节。降雨喷头8采用市售工业雾化喷嘴，有多种型号根据降雨强度等参数选择，可以将降雨均匀度控制在80%以上。

电源4-1经电源开关4-2和变频器4-3向水泵4供电。电源开关4-2为接触式按钮开关，用于快速开关水泵，以便于控制降雨冲刷时间，可以保证降雨时间的控制精度小于1s。变频器4-3用于快速改变水泵4的供电频率，以便于快速控制水泵4转速调节降雨强度，可以实现降雨强度在0.7mm~4.5mm范围内的调节。

电力防污试验方法，包括如下步骤：

（1）调节降雨强度

通过调整变频器4-3的频率改变水泵4转速，从而改变水泵4的流量，调节降雨强度，变频器4-3的频率越高，降雨喷头8的喷洒量越大，模拟的降雨强度越大；

通过更换不同出水量的降雨喷头8，改变降雨喷头8出水量，调节降雨强度，降雨喷头8的出水量越大，模拟的降雨强度越大；

（2）调节降雨冲刷角

通过万向节7调整降雨喷头8的喷头角度，以改变水滴轨迹，在其他条件不变的情况下，降雨喷头8与水平方向的角度越大，模拟降雨冲刷角越小；

调节降雨喷头8与地面的高度，改变降雨冲刷角，在其他条件不变的情况下，降雨喷头8相对于地面的高度越高，模拟降雨冲刷角越小；

（3）调节降雨均匀度

调整变频器4-3的频率改变水泵4的转速，从而改变水泵4的流量，同时改变降雨的范围和密度，即改变降雨均匀度；

（4）控制降雨时间

通过计时启动水泵4或者降雨喷头8，控制降雨时间。

以下通过一个举例，对上述电力防污试验方法作进一步描述。

调节降雨强度

1）根据所需降雨强度的大小，选择降雨喷头8，选择时，若所需降雨强度大，则选择较大型号的喷头，若所需降雨强度较小，则选择较小型号的喷头。固定好喷头。

2）打开电源开关4-2，将变频器4-3的频率调整到40Hz～50Hz，使电流足以启动水泵4，待水泵4工作后，立即将频率降至20Hz～30Hz，防止此时水压过大，冲开装置的各个连接处。在此范围内选定一个变频器示数。

3）待降雨喷头8出水，水流稳定后，确定降雨喷头8的喷洒范围，将该范围看作近似圆，选择通过降雨喷头8在地面的投影点的直径，在该直径上等距的摆置10个大小相同的烧杯并依次编号1～10号，并记录每个烧杯的位置，在摆放烧杯的同时，保证每个烧杯内干燥无水，用遮板挡住降雨喷头8，防止其喷出的水落入烧杯内；

4）摆置好烧杯后，撤去遮挡板，同时开始计时，待烧杯中积累所需量的水后，用遮挡板再次遮挡降雨喷头8并同时停止计时，关闭电源；

5）用量筒依次量出1～10号烧杯中的水量，记录该数据和该过程所用时间；

6）根据降雨强度的定义，h=v/（s*t），制作用降雨冲刷时间，分别处理相邻的每三组（烧杯）数据。若处理结果出现接近所需降雨强度，则记录此时变频器4-3的示数（频率）和所用烧杯的位置，此时烧杯的位置即为实验时所用的位置。若处理结果没有接近所需降雨强度，则更换降雨喷头8或改变变频器4-3的示数。

7）重复步骤2，3，4，5，6，直至率定好所有所需的降雨强度，所对应的降雨喷头8和变频器示数。

8）根据率定的数据，选择降雨喷头8和调节变频器4-3的示数和实验点所在位置。从而实现对降雨强度的调节。

调节降雨冲刷角

设绝缘子9间的垂直距离为a,根据降雨冲刷角度的切线做出延长线，延长线在等高于上绝缘子9的位置做出垂线，得到距离b。由公式角度c=arctan（a/b），得到降雨冲刷角。

实验过程中在绝缘子9边缘的正下方放置尺子，将尺子的零刻线对准上方绝缘子边缘。用标杆从绝缘子下方边缘开始沿降雨轨迹上行至第二块绝缘子9边缘的高度，竖直落下标杆，该过程中标杆的水平位移为图中所示的b，从而计算出降雨冲刷角。

这样在改变实验变量而发生模拟降雨轨道的改变时，能及时的测量到相应的降雨角，使降雨实验结果更接近实际。

调节降雨均匀度

为更好地模拟自然降雨，试验降雨过程中必须保证降雨均匀度（K）满足K≥80%。测量K值的具体步骤如下：

1）以垂直绝缘子9串投影到水平地面的垂点为圆心，取半径为0.5m的圆形区域，在此圆形区域内水平均匀放置5个量筒；

2）在量筒上方约0.5m处撑雨伞，并打开控制阀开始模拟降雨，必须保证移走雨伞前量筒中没有飞溅到的水滴；

3）开始降雨后大概1min后，模拟降雨开始达到稳定，移走雨伞并开始计时；

4）计时开始达到1min后，关闭控制阀，停止模拟降雨；

5）记录每个雨量计的降雨量H_i，利用下式计算出降雨均匀度K：

K = 1 - \frac{Σ_{i = 1}^{n} | H_{i} - \overset{&OverBar;}{H} |}{n \overset{&OverBar;}{H}}

式中：H――为同一时段降雨面上的平均降雨量，用算术平均值计算；

H_i――为同一时段降雨面上的测点雨量；

n――为降雨面上的雨量测点总数，此处n=5。

若5个雨量计之间的均匀度满足K≥80%，就取其算术平均值为降雨强度。

Claims

1.一种电力防污试验方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）调节降雨强度

（2）调节降雨冲刷角

（3）调节降雨均匀度

（4）控制降雨时间

通过计时启动水泵或者降雨喷头，控制降雨时间。

2.一种电力防污试验装置，其特征在于：包括蓄水箱、降雨喷头，所述蓄水箱内设有水泵，所述降雨喷头通过万向节与管道的一端连接，管道的另一端与水泵连接，所述蓄水箱设有进水管，进水管连接水源。

3.根据权利要求2所述的电力防污试验用降雨装置，其特征在于：所述水泵与电源***电连接。

4.根据权利要求3所述的电力防污试验用降雨装置，其特征在于：所述电源***包括依次连接的电源、电源开关、变频器，所述变频器电连接水泵。

5.根据权利要求4所述的电力防污试验用降雨装置，其特征在于：所述管道上还设置有水压表。