一种绝缘子覆冰雪融化过程的监测装置的制作方法

本实用新型属于微气象环境模拟技术领域，涉及一种绝缘子覆冰雪融化过程的监测装置。

背景技术：

在输电线路中，绝缘子起到机械固定和电气绝缘的重要作用。绝缘子不仅承受着机械负荷导线和金属附件的重量，还必须承受恶略天气情况下的风载荷、雪载荷、导线舞动等；从电气角度出发，绝缘子不仅要使导线与地绝缘，还必须耐受雷电和开关操作引起的过电压冲击，因此，是输电线路的重要组成部分，其健康状况将影响着输电线路的安全运行状况以及运行寿命。随着社会经济的高速发展，电力能源的需求也在急剧上涨，现有的输电线由于输送容量大、传输距离远，输电线路需穿越湖泊、山岭，导线及绝缘子极易受到覆冰灾害的威胁。但近年来各个科研机构主要投入大量精力于导线覆冰雪融化的各种方法的模拟，并相继建立模拟输电线路覆冰实验系统。

基于目前对于绝缘子融冰试验方法及现有的可模拟自然覆冰气象条件的人工覆冰实验平台，亟需研制一种功能较完善的对覆冰绝缘子模拟自然条件融化过程在线监测的实验平台，实现预测覆冰绝缘子融化过程发生冰闪概率的功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种绝缘子覆冰雪融化过程的监测装置，解决了现有技术的设备，功能单一，环境适应性差的问题。

本实用新型的技术方案是，一种绝缘子覆冰雪融化过程的监测装置，由四面墙体及屋顶、地板共同构成密闭的融冰实验平台，在纵向一侧的墙体上设置有密封门及观测窗，在密封门相对的另一面墙体上安装有加热器；在纵向两边的墙体上分别安装有一组温度传感器；在墙体外表面分别安装有调速器及温湿度压力显示器；

融冰实验平台内部设置有模拟绝缘子串，模拟绝缘子串吊挂在空中；围绕模拟绝缘子串分别设置有红外线石英辐射灯、三个摄像头、温湿度巡检仪；模拟绝缘子串两端与绝缘电阻及泄漏电流测量模块连接，模拟绝缘子串下方设置有称重计；与模拟绝缘子串间隔设置有制冷压缩机，在制冷压缩机与模拟绝缘子串之间并排设置有两组负压风扇，每组负压风扇配置有一个风速控制器。

本实用新型的绝缘子覆冰雪融化过程的监测装置，其特征还在于：

所述的红外线石英辐射灯连接在一个伸缩长杆上，伸缩长杆末端固定在房顶上。

所述的称重计上部的融冰采集盆的直径大于模拟绝缘子串伞裙的最大直径。

所述的两组负压风扇之间安装有隔离板，每个负压风扇的出风口处设置有矩形风筒。

所述的三个摄像头分别从俯视、正面及侧面对向模拟绝缘子串。

本实用新型的有益效果是，在室内设计的模拟自然气象条件绝缘子覆冰雪融化过程实验监测装置，随仿真成果的跟进可实时进行现场实验模拟；通过模拟一种绝缘子现场融冰气象条件的人工融冰实验平台的设计，可同时进行多组绝缘子覆冰、融冰对比试验；给研究及解决绝缘子冰闪事故提供实验平台，其实验参数可调、可控，实验装置灵活、易操作、易控制，实验数据可实时采集、便于监测，实验方式多样化，且可进行多组对比试验，最大限度提高效率，对于预防绝缘子融冰过程发生的一系列事故具有非常重要的意义。

附图说明

图1是本实用新型的安装结构示意图(俯视图)；

图2是本实用新型的工作原理框图。

图中，1.墙体，2.温度传感器，3.制冷压缩机，4.负压风扇，5.摄像头，6.红外线石英辐射灯，7.模拟绝缘子串，8.绝缘电阻及泄漏电流测量模块，9.密封门，10.观测窗，11.温湿度巡检仪，12.称重计，13.风速控制器，14.隔离板，15.调速器，16.温湿度压力显示器，17.加热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1，是本实用新型装置的结构是，由四面墙体1及屋顶、地板共同构成密闭的融冰实验平台，融冰实验平台的长、宽、高尺寸分别为4.2m、3.2m、2.2m；

在纵向一侧的墙体1上设置有密封门9及观测窗10，高透有机玻璃材料的观测窗10安装在密封门9上，或者将观测窗10安装在墙体1中，只要便于观察覆冰雪融化过程即可；在密封门9相对的另一面墙体1上安装有加热器17；在纵向两边的墙体1上分别安装有一组温度传感器2；在墙体1外表面分别安装有调速器15及温湿度压力显示器16；

融冰实验平台内部设置有模拟绝缘子串7，模拟绝缘子串7是吊挂在空中竖直设置；围绕模拟绝缘子串7分别设置有红外线石英辐射灯6、三个摄像头5、温湿度巡检仪11；模拟绝缘子串7两端与绝缘电阻及泄漏电流测量模块8连接，模拟绝缘子串7下方设置有称重计12；

与模拟绝缘子串7间隔设置有制冷压缩机3，在制冷压缩机3与模拟绝缘子串7之间并排设置有两组负压风扇4，每组负压风扇4配置有一个风速控制器13，两组负压风扇4之间安装有隔离板14，每个负压风扇4的出风口处设置有长、高分别为1.5m、0.8m的矩形风筒(每个矩形风筒由若干风管排列而成，用于防止制冷气流的摆动)。

墙体1选用聚氨酯双面彩钢板(隔热材料)，其导热系数低、热工性能好；具有防潮、防水、防火、阻燃的性能且耐高温；隔热性能优良能够最大限度减少壁面厚度，从而提高实验室内空间利用率；对环境无污染；耐酸碱、耐腐蚀、耐热、耐寒，不透水性强。

上述的两个温度传感器2、温湿度巡检仪11、温湿度压力显示器16，一起称为环境监控组件；

上述的制冷压缩机3、负压风扇4、红外线石英辐射灯6、加热器17，一起称为温度控制组件；相互配合，将实验温度控制在-5℃～5℃，控制精度为±0.1℃；

上述的绝缘电阻及泄漏电流测量模块8、称重计12、图像采集组件5，一起称为模拟绝缘子串7在融冰过程中的融冰监测组件，以便实现模拟绝缘子串7在融冰实验过程中多组测量参数的提取与监测，如模拟绝缘子串7的绝缘电阻、泄漏电流、融冰率、融冰形态。

称重计12上部的融冰采集盆的直径略大于模拟绝缘子串7伞裙的最大直径，称重计12能够实时显示覆冰雪融化后的雪水重量，称重计12及其融冰采集盆一起称为融冰称重组件。

三个可实时拍照监控的摄像头5一起称为图像采集组件，该三个摄像头5分别从俯视、正面及侧面对向模拟绝缘子串7，该三个摄像头5针对实验对象(模拟绝缘子串7)进行俯视拍摄、正面拍摄及侧面拍摄，一方面可通过对比同一角度不同融冰时间的多组照片实现对绝缘子覆冰已融化部分的厚度的采集及计算，另一方面可用来监控覆冰绝缘子融冰过程中是否有闪络现象的发生。用于对模拟绝缘子串7覆冰已融化部分的厚度的采集及计算，并用来记录模拟绝缘子串7的冰闪全过程。

这里，图像采集组件、融冰称重组件以及绝缘电阻及泄漏电流测量组件合称融冰监测组件。

负压风扇4与墙体1外侧的调速器15连接，调速器15的风速调节范围为0～20m/s；隔离板14设置在两个负压风扇4放置的对称轴位置，该隔离板14可任意拆卸，以稳定吹向模拟绝缘子串的气流场，且可以用于模拟多种气象条件。风速控制器13通过隔离板14、制冷压缩机3、负压风扇4一起称为风速控制组件，相互配合工作，并通过风速仪实现风速的实时监测。

红外线石英辐射灯6可实现0w～140w功率多档位调节，位置可任意移动，发出的光可以模拟任意温度、辐射强度的自然条件下的太阳光；同时还配有一可拆卸的反光灯罩，使红外线石英辐射灯6发出的光线集中，提供更多的热辐射，实现更高效的融冰；红外线石英辐射灯6连接在一个可自由移动的伸缩长杆上，伸缩长杆末端固定在房顶上，该结构可实现光源多角度的实验模拟，还可实现模拟绝缘子串7自下而上的分段式融冰，降低融冰过程中绝缘闪络概率；红外线石英辐射灯6发出的辐射量及温度的监测可通过红外测温仪(这个部件需人工放置到距离红外线石英辐射灯6的灯罩不远处的位置，所以在图中并没有标示出来)来获取温度并根据经验公式计算得到。红外线石英辐射灯6、红外测温仪及伸缩长杆一起称为光辐射控制组件。

绝缘电阻及泄漏电流测量模块8选用2500v～5000v多档位数字绝缘电阻测试仪，在此电压范围之内的绝缘测试最高可测100gω～200gω的绝缘阻抗，显示屏上有可自动转换的高低范围双刻度指示，彩色刻度易于读识，并且有led显示相应色彩；整机采用abs塑料机壳便携式设计，具有抗干扰能力强、结构紧凑、外观精美的特点；交直流两用，内置可充电池和智能充电模块，整机输出功率大(c型)，实现同步显示融冰过程中绝缘电阻数值的变化。绝缘电阻及泄漏电流测量模块8是通过给模拟绝缘子串7加3kv～5kv的交流高压在泄漏电流测试仪中显示出的通过模拟绝缘子串7表面的小电流的幅值。绝缘电阻及泄漏电流测量模块8内部的结构又分为绝缘电阻测量组件及泄漏电流测量组件。

参照图2，本实用新型工作原理是，以模拟绝缘子串7作为覆冰雪融化过程的监测对象，由温度控制组件、风速控制组件和光辐射控制组件相互配合共同实现内部环境的控制；再由融冰监测组件实施数据监测，其中图像采集组件完成图像采集采集，融冰称重组件完成融冰的称重，绝缘电阻及泄漏电流测量模块8完成绝缘电阻测量及泄漏电流测量；另外由环境监控组件完成实验环境的监测，所有电气部件相互配合，共同完成覆冰雪融化过程的控制及数据采集输出。

实验过程中，制冷压缩机3应先于红外线石英辐射灯6使用，来控制实验平台覆冰过程的温度，为实验前期覆冰提供条件。