专利名称：一种电力防污试验方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电カ防 污试验技木，具体是ー种电カ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強烈。随之而来的问题是自然社会的原有平衡被打破，各种エ农业烟尘、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，对电カ系统产生不容忽视的负面作用。电カ系统污闪事故不断，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。电カ外绝缘设计、调爬、人工清扫等防污措施都需要以电カ外绝缘污秽度为指导依据，因此实现电カ外绝缘污秽度监测和预测，可有效指导电カ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カ外绝缘污秽度的影响，是电カ外绝缘污秽度监测和预测的基础。而目前，国内外关于电カ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，提供一种电カ防污试验方法及装置，可方便快捷地模拟降雨強度、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ー种电カ防污试验装置，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。所述水泵与电源系统电连接。所述管道上还设置有水压表。所述电源系统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。一种电カ防污试验方法，包括如下步骤(I)调节降雨強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，调节降雨強度，变频器的频率越高，降雨喷头的喷洒量越大，模拟的降雨強度越大；通过更换不同出水量的降雨喷头，改变降雨喷头出水量，调节降雨強度，降雨喷头的出水量越大，模拟的降雨強度越大；(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強度、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。
图I为本发明电カ防污试验装置的结构示意图。图2为本发明所述的电源系统结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进ー步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的エ艺參数，可參照常规技术进行。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I。所述管道6上还设置有水压表5。所述水泵4与电源系统电连接；所述电源系统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采用市售エ业雾化喷嘴，有多种型号根据降雨強度等參数选择，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Is。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，可以实现降雨強度在O. 7mnT4. 5mm范围内的调节。电カ防污试验方法，包括如下步骤(I)调节降雨強度通过调整变频器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，模拟的降雨強度越大；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，调节降雨強度，降雨喷头8的出水量越大，模拟的降雨強度越大；(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。以下通过ー个举例，对上述电カ防污试验方法作进ー步描述。调节降雨強度I)根据所需降雨強度的大小，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。在此范围内选定ー个变频器示数。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I 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I 10号烧杯中的水量，记录该数据和该过程所用时间；6)根据降雨強度的定义，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強度，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強度，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強度，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。从而实现对降雨強度的调节。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彡80%。測量K值的具体步骤如下I)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O. 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O. 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Imin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Imin后，关闭控制阀，停止模拟降雨；5)记录每个雨量计的降雨量Hi,利用下式计算出降雨均匀度K
nH式中H—一为同一时段降雨面上的平均降雨量，用算木平均值计算；Hi一一为同一时段降雨面上的测点雨量；η--为降雨面上的雨量测点总数，此处η=5。若5个雨量计之间的均匀度满足K ^ 80%,就取其算木平均值为降雨強度。
权利要求
1.一种电カ防污试验方法，其特征在于包括如下步骤 (1)调节降雨強度 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，调节降雨強度，变频器的频率越高，降雨喷头的喷洒量越大，模拟的降雨強度越大； 通过更换不同出水量的降雨喷头，改变降雨喷头出水量，调节降雨強度，降雨喷头的出水量越大，模拟的降雨強度越大； (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。
2.一种电カ防污试验装置，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系统电连接。
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系统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。
全文摘要
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。
文档编号G01N17/00GK102706793SQ201210179660
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者刘刚, 叶晓君, 朱峰, 李恒真, 李秋白, 梁祖廉, 陈宇驰, 陈艳, 雷乾 申请人:华南理工大学