專利名稱：一種電力防污試驗方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ防 污試驗技木，具體是ー種電カ防污試驗方法及裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界正處于全面高速發(fā)展的時期，人類不斷地提高科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)、生活效率以及自動化程度，使得電的應(yīng)用范圍越來越廣泛，依賴于電的程度也越來越強烈。隨之而來的問題是自然社會的原有平衡被打破，各種エ農(nóng)業(yè)煙塵、廢氣的排放，全球大氣候的改變產(chǎn)生溫室效應(yīng)，颶風(fēng)、沙塵暴、酸雨等自然災(zāi)害不斷發(fā)生，對電カ系統(tǒng)產(chǎn)生不容忽視的負(fù)面作用。電カ系統(tǒng)污閃事故不斷，造成了輸電線路及變電所站設(shè)備跳閘，損失及其巨大。目前，污穢引起的絕緣閃絡(luò)事故次數(shù)在電網(wǎng)的總事故次數(shù)中占居第二位，僅次于雷害事故，而污閃事故造成的損失卻是雷害事故的10倍。由此可以看出，污閃事故已嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。電カ外絕緣設(shè)計、調(diào)爬、人工清掃等防污措施都需要以電カ外絕緣污穢度為指導(dǎo)依據(jù)，因此實現(xiàn)電カ外絕緣污穢度監(jiān)測和預(yù)測，可有效指導(dǎo)電カ外絕緣的設(shè)計和運行維護，進(jìn)而實現(xiàn)污閃事故的預(yù)防。自然降雨可直接減少電力外絕緣表面污穢度，研究自然降雨的各種因素對電カ外絕緣污穢度的影響，是電カ外絕緣污穢度監(jiān)測和預(yù)測的基礎(chǔ)。而目前，國內(nèi)外關(guān)于電カ防污試驗用降雨平臺的設(shè)計幾乎為空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種電カ防污試驗方法及裝置，可方便快捷地模擬降雨強度、降雨沖刷角、降雨均勻度等降雨因素的調(diào)控。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)ー種電カ防污試驗裝置，包括蓄水箱、降雨噴頭，所述蓄水箱內(nèi)設(shè)有水泵，所述降雨噴頭通過萬向節(jié)與管道的一端連接，管道的另一端與水泵連接，所述蓄水箱設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接水源。所述水泵與電源系統(tǒng)電連接。所述管道上還設(shè)置有水壓表。所述電源系統(tǒng)包括依次連接的電源、電源開關(guān)、變頻器，所述變頻器電連接水泵。一種電カ防污試驗方法，包括如下步驟(I)調(diào)節(jié)降雨強度通過調(diào)整變頻器的頻率改變水泵轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的流量，調(diào)節(jié)降雨強度，變頻器的頻率越高，降雨噴頭的噴灑量越大，模擬的降雨強度越大；通過更換不同出水量的降雨噴頭，改變降雨噴頭出水量，調(diào)節(jié)降雨強度，降雨噴頭的出水量越大，模擬的降雨強度越大；(2)調(diào)節(jié)降雨沖刷角通過萬向節(jié)調(diào)整降雨噴頭的噴頭角度，以改變水滴軌跡，在其他條件不變的情況下，降雨噴頭與水平方向的角度越大，模擬降雨沖刷角越小；調(diào)節(jié)降雨噴頭與地面的高度，改變降雨沖刷角，在其他條件不變的情況下，降雨噴頭相對于地面的高度越高，模擬降雨沖刷角越??；(3)調(diào)節(jié)降雨均勻度調(diào)整變頻器的頻率改變水泵的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的流量，同時改變降雨的范圍和密度，即改變降雨均勻度；(4)控制降雨時間通過計時啟動水泵或者降雨噴頭，控制降雨時間。本發(fā)明能夠同時模擬調(diào)節(jié)降雨強度、降雨沖刷角、雨均勻度和降雨時間，且建造成本低廉，操作簡單易行，易于接受和掌握，便于推廣。


圖I為本發(fā)明電カ防污試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，對于未特別注明的エ藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。實施例如圖1、2所示。本發(fā)明電力防污試驗裝置，包括蓄水箱3、降雨噴頭8，所述蓄水箱3內(nèi)設(shè)有水泵4，所述降雨噴頭8通過萬向節(jié)7與管道6的一端連接，管道6的另一端與水泵4連接，所述蓄水箱3設(shè)有進(jìn)水管2，進(jìn)水管2連接水源I。所述管道6上還設(shè)置有水壓表5。所述水泵4與電源系統(tǒng)電連接；所述電源系統(tǒng)包括依次連接的電源4-1、電源開關(guān)4-2、變頻器4-3，所述變頻器4-3電連接水泵4。蓄水箱3用于存儲降雨實驗用水，以便于實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定地給水泵4供水。水泵4為異步電機水泵，用于將水供到高處通過降雨噴頭8噴水模擬降雨。萬向節(jié)7(也可采用齒輪式調(diào)節(jié)旋鈕)用于調(diào)節(jié)降雨噴頭8的噴水角度，以便于調(diào)節(jié)降雨沖刷角度，可以實現(xiàn)降雨沖刷角度在0° ^45°范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。降雨噴頭8采用市售エ業(yè)霧化噴嘴，有多種型號根據(jù)降雨強度等參數(shù)選擇，可以將降雨均勻度控制在80%以上。電源4-1經(jīng)電源開關(guān)4-2和變頻器4-3向水泵4供電。電源開關(guān)4_2為接觸式按鈕開關(guān)，用于快速開關(guān)水泵，以便于控制降雨沖刷時間，可以保證降雨時間的控制精度小于Is。變頻器4-3用于快速改變水泵4的供電頻率，以便于快速控制水泵4轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)降雨強度，可以實現(xiàn)降雨強度在O. 7mnT4. 5mm范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。電カ防污試驗方法，包括如下步驟(I)調(diào)節(jié)降雨強度通過調(diào)整變頻器4-3的頻率改變水泵4轉(zhuǎn)速，從而改變水泵4的流量，調(diào)節(jié)降雨強 度，變頻器4-3的頻率越高，降雨噴頭8的噴灑量越大，模擬的降雨強度越大；通過更換不同出水量的降雨噴頭8，改變降雨噴頭8出水量，調(diào)節(jié)降雨強度，降雨噴頭8的出水量越大，模擬的降雨強度越大；(2)調(diào)節(jié)降雨沖刷角
通過萬向節(jié)7調(diào)整降雨噴頭8的噴頭角度，以改變水滴軌跡，在其他條件不變的情況下，降雨噴頭8與水平方向的角度越大，模擬降雨沖刷角越??；調(diào)節(jié)降雨噴頭8與地面的高度，改變降雨沖刷角，在其他條件不變的情況下，降雨噴頭8相對于地面的高度越高，模擬降雨沖刷角越??；(3)調(diào)節(jié)降雨均勻度調(diào)整變頻器4-3的頻率改變水泵4的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵4的流量，同時改變降雨的范圍和密度，即改變降雨均勻度；(4)控制降雨時間 通過計時啟動水泵4或者降雨噴頭8，控制降雨時間。以下通過ー個舉例，對上述電カ防污試驗方法作進(jìn)ー步描述。調(diào)節(jié)降雨強度I)根據(jù)所需降雨強度的大小，選擇降雨噴頭8，選擇時，若所需降雨強度大，則選擇較大型號的噴頭，若所需降雨強度較小，則選擇較小型號的噴頭。固定好噴頭。2)打開電源開關(guān)4-2，將變頻器4-3的頻率調(diào)整到40Hz 50Hz，使電流足以啟動水泵4，待水泵4工作后，立即將頻率降至20Hz 30Hz，防止此時水壓過大，沖開裝置的各個連接處。在此范圍內(nèi)選定ー個變頻器示數(shù)。3)待降雨噴頭8出水，水流穩(wěn)定后，確定降雨噴頭8的噴灑范圍，將該范圍看作近似圓，選擇通過降雨噴頭8在地面的投影點的直徑，在該直徑上等距的擺置10個大小相同的燒杯并依次編號I 10號，并記錄每個燒杯的位置，在擺放燒杯的同時，保證每個燒杯內(nèi)干燥無水，用遮板擋住降雨噴頭8，防止其噴出的水落入燒杯內(nèi)；4)擺置好燒杯后，撤去遮擋板，同時開始計時，待燒杯中積累所需量的水后，用遮擋板再次遮擋降雨噴頭8并同時停止計時，關(guān)閉電源；5)用量筒依次量出I 10號燒杯中的水量，記錄該數(shù)據(jù)和該過程所用時間；6)根據(jù)降雨強度的定義，h=v/ (s*t)，制作用降雨沖刷時間，分別處理相鄰的每三組(燒杯)數(shù)據(jù)。若處理結(jié)果出現(xiàn)接近所需降雨強度，則記錄此時變頻器4-3的示數(shù)(頻率)和所用燒杯的位置，此時燒杯的位置即為實驗時所用的位置。若處理結(jié)果沒有接近所需降雨強度，則更換降雨噴頭8或改變變頻器4-3的示數(shù)。7)重復(fù)步驟2，3，4，5，6，直至率定好所有所需的降雨強度，所對應(yīng)的降雨噴頭8和變頻器示數(shù)。8)根據(jù)率定的數(shù)據(jù)，選擇降雨噴頭8和調(diào)節(jié)變頻器4-3的示數(shù)和實驗點所在位置。從而實現(xiàn)對降雨強度的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)降雨沖刷角設(shè)絕緣子9間的垂直距離為a，根據(jù)降雨沖刷角度的切線做出延長線，延長線在等高于上絕緣子9的位置做出垂線，得到距離b。由公式角度c=arctan (a/b)，得到降雨沖刷角。實驗過程中在絕緣子9邊緣的正下方放置尺子，將尺子的零刻線對準(zhǔn)上方絕緣子邊緣。用標(biāo)桿從絕緣子下方邊緣開始沿降雨軌跡上行至第二塊絕緣子9邊緣的高度，豎直落下標(biāo)桿，該過程中標(biāo)桿的水平位移為圖中所示的b，從而計算出降雨沖刷角。這樣在改變實驗變量而發(fā)生模擬降雨軌道的改變時，能及時的測量到相應(yīng)的降雨角，使降雨實驗結(jié)果更接近實際。調(diào)節(jié)降雨均勻度為更好地模擬自然降雨，試驗降雨過程中必須保證降雨均勻度(K)滿足K彡80%。測量K值的具體步驟如下I)以垂直絕 緣子9串投影到水平地面的垂點為圓心，取半徑為O. 5m的圓形區(qū)域，在此圓形區(qū)域內(nèi)水平均勻放置5個量筒；2)在量筒上方約O. 5m處撐雨傘，并打開控制閥開始模擬降雨，必須保證移走雨傘前量筒中沒有飛濺到的水滴；3)開始降雨后大概Imin后，模擬降雨開始達(dá)到穩(wěn)定，移走雨傘并開始計時；4)計時開始達(dá)到Imin后，關(guān)閉控制閥，停止模擬降雨；5)記錄每個雨量計的降雨量Hi,利用下式計算出降雨均勻度K
nH式中H—一為同一時段降雨面上的平均降雨量，用算木平均值計算；Hi一一為同一時段降雨面上的測點雨量；η--為降雨面上的雨量測點總數(shù)，此處η=5。若5個雨量計之間的均勻度滿足K ^ 80%,就取其算木平均值為降雨強度。
權(quán)利要求
1.一種電カ防污試驗方法，其特征在于包括如下步驟 (1)調(diào)節(jié)降雨強度 通過調(diào)整變頻器的頻率改變水泵轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的流量，調(diào)節(jié)降雨強度，變頻器的頻率越高，降雨噴頭的噴灑量越大，模擬的降雨強度越大； 通過更換不同出水量的降雨噴頭，改變降雨噴頭出水量，調(diào)節(jié)降雨強度，降雨噴頭的出水量越大，模擬的降雨強度越大； (2)調(diào)節(jié)降雨沖刷角 通過萬向節(jié)調(diào)整降雨噴頭的噴頭角度，以改變水滴軌跡，在其他條件不變的情況下，降雨噴頭與水平方向的角度越大，模擬降雨沖刷角越??； 調(diào)節(jié)降雨噴頭與地面的高度，改變降雨沖刷角，在其他條件不變的情況下，降雨噴頭相對于地面的高度越高，模擬降雨沖刷角越小； (3)調(diào)節(jié)降雨均勻度 調(diào)整變頻器的頻率改變水泵的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的流量，同時改變降雨的范圍和密度，即改變降雨均勻度； (4)控制降雨時間 通過計時啟動水泵或者降雨噴頭，控制降雨時間。
2.一種電カ防污試驗裝置，其特征在于包括蓄水箱、降雨噴頭，所述蓄水箱內(nèi)設(shè)有水泵，所述降雨噴頭通過萬向節(jié)與管道的一端連接，管道的另一端與水泵連接，所述蓄水箱設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接水源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力防污試驗用降雨裝置，其特征在于所述水泵與電源系統(tǒng)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力防污試驗用降雨裝置，其特征在于所述電源系統(tǒng)包括依次連接的電源、電源開關(guān)、變頻器，所述變頻器電連接水泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力防污試驗用降雨裝置，其特征在于所述管道上還設(shè)置有水壓表。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力防污試驗方法及裝置，該裝置包括蓄水箱、降雨噴頭，所述蓄水箱內(nèi)設(shè)有水泵，所述降雨噴頭通過萬向節(jié)與管道的一端連接，管道的另一端與水泵連接，所述蓄水箱設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管連接水源。通過調(diào)節(jié)變頻器調(diào)節(jié)水泵的出水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)降雨密度和降雨強度；通過調(diào)整降雨噴頭高度和調(diào)整降雨噴頭角度，調(diào)節(jié)降雨沖刷角；通過改變變頻器的頻率和更換降雨噴頭，調(diào)節(jié)降雨均勻度。通過人工計時，控制降雨時間。本發(fā)明建造成本低廉，操作簡單易行，易于接受和掌握，便于推廣。
文檔編號G01N17/00GK102706793SQ201210179660
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者劉剛, 葉曉君, 朱峰, 李恒真, 李秋白, 梁祖廉, 陳宇馳, 陳艷, 雷乾 申請人:華南理工大學(xué)