覆冰用气候人工模拟室温度均匀性实现结构及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电气工程技术领域，涉及一种覆冰用气候人工模拟室温度均匀性实现结构及方法。
【背景技术】
[0002]输变电设备表面覆冰是严重危害电网及设备安全运行的自然灾害之一。近年来，为研宄输变电设备表面覆冰的影响，建设了满足特高压绝缘子在内的大型气候人工模拟试验室，这种试验室内部的空间很大，净空高度达到或超过25米，净空直径达到或超过20米，通常输变电设备覆冰的自然环境温度为-1?_5°C，在进行覆冰试验时，为模拟真实的自然温度环境，气候人工模拟试验室内的温度均匀性是其重要指标，也是控制输变电设备表面覆冰形态的最重要因素，而目前用于覆冰试验的人工模拟室的温度均匀性较差，10米长的绝缘子两端最大温差往往超过2K，导致在特高压设备不同位置上的覆冰形态不一致，严重影响了设备在-1?_5°C下覆冰特性的研宄，甚至在-1?_2°C下设备表面无法结冰。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对目前大型人工模拟室内温度均匀性差的缺陷，提供一种覆冰用气候人工模拟室温度均匀性实现结构及方法，使用该结构及方法，制冷效率高，温差小。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种覆冰用气候人工模拟室温度均匀性实现结构，人工模拟室的外框架由四个侧墙、一个顶板和一个底板组成，人工模拟室的六个内壁上安装有保温用第一聚氨酯板3，人工模拟室的四角各与一块第二聚氨酯板10围成四个风道4 ;
[0006]第二聚氨酯板10的顶端与人工模拟室的顶部之间留有向内出风口，第二聚氨酯板10的底端与人工模拟室的底部之间留有回风口 8 ;
[0007]四块第二聚氨酯板10的顶端水平方向安装有送风孔板5，送风孔板5与人工模拟室的顶部的第一聚氨酯板3之间形成静压层6 ;
[0008]室内热交换机盘管I和风机2均安装在风道4内；风机2位于室内热交换机盘管I的上方；
[0009]人工模拟室的中央部分为试验区7。
[0010]进一步地，人工模拟室的底部的第一聚氨酯板3上为防水地面7。
[0011]进一步地，所述室内热交换机盘管I设有8台，四个风道4中各安装2台。
[0012]进一步地，所述送风孔板采用上面布满均匀孔隙的镀锌铝板。
[0013]一种覆冰用气候人工模拟室温度均匀性实现方法，采用上述的系统，空气循环及热交换过程如下:
[0014]热交换机盘管I中的冷冻水与周围空气进行热交换带走空气中热量，从而将空气冷却，风机2将冷空气送入风道4上部的出风口 ；
[0015]冷空气沿风道4上部的出风口进入静压层6中，静压层6使冷空气的动压变为静压，冷空气在静压层6中混合达到各点温度和压力均匀一致；
[0016]静压层6中的冷空气由于重力作用冷空气的密度大于热空气和风机2的送风风压的作用，从送风孔板5的孔隙进入试验区7中；
[0017]试验区7中的空气下降至底部的风道4下部的回风口 8，并经室内热交换机盘管I后，再次被风机2送入风道4的上部，完成气流的循环，实现人工模拟室的温度均匀。
[0018]进一步地，通过控制风机2的风速来控制静压层6中的冷空气下降进入试验区7中的速度。
[0019]本发明的工作原理是:在整套系统工作时，室内热交换机盘管I内部循环流动冷冻水，为室内制冷提供冷源；风机2采用了吸风型风机，将室内热交换机盘管I中周围完成热交换的冷空气吸入由聚氨酯板3围成的风道4上部，并使冷空气爬升至由人工气候的室顶部的第一聚氨酯板3和送风孔板5构造成的静压层6中；静压层6使冷空气的动压变为静压，且静压层6下部送风孔板各处空气的温度、压力分布均匀；送风孔板5上均匀地布满微小的孔隙，冷空气由于重力等作用，缓慢地从送风孔板5的孔隙中下降至试验区8中，冷空气下降速度在0.5?lm/S时，整个试验区7中的温度均匀分布，最大温差小于IK ;冷空气下降至试验区7底部的回风口 8，并经室内制冷机盘管I后，再次被风机2吸入风道4上部中，完成气流的循环。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]I)室内提供冷源的热交换机直接安装在气候室内，室内热交换机组的制冷量利用率达到最大化，制冷效率高。
[0022]2)冷空气由试验区顶部的静压层缓慢下降，在试验区内形成均匀的温度场，最大温差不超过1K，悬挂绝缘子区间上下15米高的温差仅0.5K，且对试验区内的气流扰动小；可以实现包括特高压在内的设备不同部位覆冰形态一致，满足-1?_5°C下设备覆冰特性的研宄。
[0023]3)热交换机、风机等均安装在气候人工模拟试验室的四个角落，不影响室内的电气使用空间。
[0024]4)该发明可利用已有的建筑建设结构紧凑、制冷效率高、内保温结构的气候人工模拟试验室，实现了-l°c时在输变电设备表面上形成雨凇、混合凇、雪凇、雾凇等各种形态的覆冰要求。
【附图说明】
[0025]图1为使用本发明系统立面布局示意图；
[0026]图2为其平面布局示意图；
[0027]图中标示为:I一室内热交换机盘管，2—风机，3—第一聚氨酯板，4一风道，5—送风孔板，6一静压层，7—试验区，8—回风口，9一防水地面，10一第二聚氨醋板。
【具体实施方式】
[0028]一下结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步具体说明。
[0029]本发明系统立面布局示意图如图1所示，平面布局示意图如图2所示。图中，I为室内热交换机盘管，2为风机，3为第一聚氨酯板，4为风道，5为送风孔板，6为静压层，7为试验区，8为回风口，9为防水地面，10为第二聚氨酯板。在人工模拟室内顶部增设静压层，制冷系统的制冷主机、冷水塔等安装在试验室外，热交换机安装在室内提高交换效率。
[0030]一种覆冰用气候人工模拟室温度均匀性实现结构，人工模拟室的外框架由四个侧墙、一个顶板和一个底板组成，人工模拟室的六个内壁上安装有保温用第一聚氨酯板3，人工模拟室的四角各与一块第二聚氨酯板10围成四个风道4 ;
[0031]第二聚氨酯板10的顶端与人工模拟室的顶部之间留有向内出风口，第二聚氨酯板10的底端与人工模拟室的底部之间留有回风口 8 ;
[0032]四块第二聚氨酯板10的顶端水平方向安装有送风孔板5，送风孔板