CN104215570A - 一种雾霾环境模拟实验装置 - Google Patents

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本发明公开了一种雾霾环境模拟实验装置,包括密闭的雾霾罐、雾霾产生系统、参数测量系统和高压放电模型系统;雾霾产生系统包括雾产生系统和霾产生系统,雾产生系统和霾产生系统的输出口与雾霾罐内部连通;参数测量系统包括雾霾浓度监测装置、雾霾粒径分布监测装置和温湿度传感器;高压放电模型系统包括铝棒、铝板和/或绝缘子,内置有高压线的高压套管与雾霾罐内部连通,铝棒、铝板和/或绝缘子设置在雾霾罐内部。本发明能够实现各种程度、条件可控的雾霾试验环境的模拟,并配有数据监测设备,能够进行高压试验,促进我国针对雾霾环境对各类电气设备外绝缘影响的研究。

Description

一种雾霾环境模拟实验装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种实验装置,尤其涉及一种雾霾环境模拟实验装置。
背景技术
[0002] 近年来,雾霾现象在全国范围内频繁发生,对我国经济发展造成了一系列严重影 响,其中就包含对我国输电工程中各类电气设备外绝缘的影响。为了能够针对雾霾环境对 各类电气设备外绝缘造成的影响进行进一步研究,亟需一种能够模拟雾霾环境,并配有一 套数据监测设备的雾霾环境模拟实验装置。此雾霾环境模拟实验装置需要能够模拟真实的 雾霾环境,同时能够对各项参数指标进行调节,从而实现各种程度、条件可控的雾霾试验环 境的模拟,并能够进行高压试验。而目前并未有此类雾霾环境模拟实验装置,直接影响到研 究者对雾霾环境给各类电气设备外绝缘所造成影响的研究工作。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种雾霾环境模拟实验装置,能够实现各种程度、条件可控 的雾霾试验环境的模拟,并配有数据监测设备,能够进行高压试验,促进我国针对雾霾环境 对各类电气设备外绝缘影响的研究。
[0004] 本发明采用下述技术方案: 一种雾霾环境模拟实验装置,包括密闭的雾霾罐、雾霾产生系统、参数测量系统和高压 放电模型系统;所述的雾霾产生系统包括雾产生系统和霾产生系统,雾产生系统和霾产生 系统的输出口与雾霾罐内部连通;所述的参数测量系统包括雾霾浓度监测装置、雾霾粒径 分布监测装置和温湿度传感器,雾霾浓度监测装置和雾霾粒径分布监测装置的采样头分别 通过导管与雾霾罐内部连通,温湿度传感器设置在雾霾罐内部;所述的高压放电模型系统 包括铝棒、铝板和/或绝缘子,内置有高压线的高压套管与雾霾罐内部连通,铝棒、铝板和/ 或绝缘子设置在雾霾罐内部。
[0005] 还包括混合循环系统,所述的混合循环系统包括设置在雾霾罐内部的中空且开设 有出气口的分散环、设置在雾霾罐外部且两端与雾霾罐内部上下两端导通的循环管以及设 置在雾霾罐内部的风扇;雾产生系统和霾产生系统的输出端分别与雾霾罐内部设置的分散 环连通。
[0006] 所述的雾霾罐采用有机玻璃制成的圆柱形雾霾罐,雾霾罐的上封盖和下封盖与罐 体可拆卸连接。
[0007] 所述的分散环包括导雾分散环和导霾分散环,雾霾罐内部顶端设置有导雾分散环 和导霾分散环;雾霾罐内部底端设置有导雾分散环。
[0008] 所述的雾产生系统采用超声波起雾器,超声波起雾器的输出口分别通过雾连接管 与雾霾罐内部顶端和雾霾罐内部底端设置的导雾分散环连通;所述的霾产生系统包括一端 与雾霾罐内部顶端设置的导霾分散环连通、另一端连接鼓风机出风口的霾连接管,鼓风机 出风口上方的霾连接管上设置有入霾口。
[0009] 雾霾浓度监测装置采用激光粉尘仪;雾霾粒径分布监测装置采用气溶胶粒径谱 仪。
[0010] 雾霾罐内部上方和下方分别设置有两个内置有高压线的高压套管,高压套管采用 铝芯硅橡胶护套。
[0011] 雾霾罐外部均匀设置有四组循环管,雾霾罐内部下方沿周向水平均匀设置有多组 风扇,雾霾罐内部底端设置有多组向上的风扇。
[0012] 本发明通过设置密闭的雾霾罐,并加装有雾霾产生系统、参数测量系统和高压放 电模型系统,能够根据参数测量系统反馈的相关参数调整雾霾产生系统的各项参数指标, 以模拟各种程度的雾霾试验环境;同时,高压放电高压放电模型系统能够实现棒-棒空气 间隙放电、棒-板空气间隙放电和绝缘子闪络试验,有利于我国针对雾霾环境对各类电气 设备外绝缘影响的研究的顺利进行。
附图说明
[0013] 图1为本发明的结构示意图; 图2为本发明进行棒-板间隙模拟时的结构示意图; 图3为本发明进行棒-棒间隙模拟时的结构示意图; 图4为本发明进行绝缘子闪络模拟时的结构示意图。
具体实施方式
[0014] 如图1至4所示,本发明所述的雾霾环境模拟实验装置,包括密闭的雾霾罐1、雾霾 产生系统、参数测量系统、高压放电模型系统和混合循环系统。
[0015] 所述的雾霾罐1采用有机玻璃制成的圆柱形雾霾罐1,用于为实验提供密闭空间。 雾霾罐1的上封盖2和下封盖3与罐体可拆卸密闭连接,雾霾罐1的上封盖2和下封盖3 在打开时可便于工作人员安装各类相关设备;雾霾罐1的上封盖2和下封盖3在关闭时能 够保证雾霾罐1的密封效果。
[0016] 所述的参数测量系统用于监测实验区域内的各项环境参数,包括雾霾浓度监测装 置、雾霾粒径分布监测装置和温湿度传感器6。雾霾浓度监测装置可采用激光粉尘仪,用于 监测实验区域内的雾霾浓度;雾霾粒径分布监测装置可采用气溶胶粒径谱仪,用于监测实 验区域内气溶胶粒径分布;温湿度传感器6用于监测实验区域内的温度与相对湿度。雾霾 浓度监测装置采样头4和雾霾粒径分布监测装置采样头5分别通过导管与雾霾罐1内部连 通,温湿度传感器6设置在雾霾罐1内部。参数测量能够实时监测试验区域的状态,可测性 强。
[0017] 所述的高压放电模型系统包括铝棒17、铝板18和/或绝缘子19,高压套管7与雾 霾罐1内部连通,高压套管7内设置有高压线;铝棒17、铝板18和/或绝缘子19设置在雾 霾罐1内部。铝棒17用于模拟棒电极,铝板18用于模拟板电极,各类绝缘子19可通过绝 缘绳16悬挂在雾霾管内部,用于高压放电试验。通过铝棒17、铝板18和/或绝缘子19的 组合,能够实现棒-棒空气间隙放电、棒-板空气间隙放电和绝缘子19闪络试验。本实施 例中,雾霾罐1内部上方和下方分别设置有两个内置有高压线的高压套管7,高压套管7采 用铝芯硅橡胶护套,高压套管7内的高压线连接有铜导线。设置有高压放电模型的试验区 域能进行带电积污、间隙放电与绝缘子19沿面闪络等传统外绝缘各项试验,可用性强。
[0018] 所述的混合循环系统用于促进雾霾罐1的雾霾均匀混合、空气流动与气压平衡, 混合循环系统包括设置在雾霾罐1内部的分散环、设置在雾霾罐1外部的循环管8以及设 置在雾霾罐1内部的风扇9。分散环采用设置有中空腔体的环体,分散环表面开设有与中空 腔体导通的出气口,用于将腔体内的雾和霾通过出气口排入到雾霾罐1内部。本实施例中, 分散环包括导雾分散环10和导霾分散环11,雾霾罐1内部顶端设置有导雾分散环10和导 霾分散环11 ;雾霾罐1内部底端设置有导雾分散环10。
[0019] 循环管8设置在雾霾罐1外部,且循环管8的两端与雾霾罐1内部上下两端相互 导通,以实现雾霾罐1内部空气的循环流动以及平衡气压;本实施例中,雾霾罐1外部沿周 向均匀设置有四组循环管8。
[0020] 雾霾罐1内部的风扇9为雾霾罐1内部空气的循环流动提供动力,雾霾罐1内部 下方沿周向水平均匀设置有多组风扇9,雾霾罐1内部底端设置有多组向上的风扇9。
[0021] 混合循环系统中分散环、循环管8与风扇9的设计,能够使试验区域内的空气快速 均匀混合。
[0022] 所述的雾霾产生系统用于产生霾和雾,包括雾产生系统和霾产生系统。雾产生系 统可采用超声波起雾器12,超声波起雾器12的输出口分别通过雾连接管与雾霾罐1内部顶 端和雾霾罐1内部底端设置的导雾分散环10连通;霾产生系统包括一端与雾霾罐1内部顶 端设置的导霾分散环11连通、另一端连接鼓风机13出风口的霾连接管15,鼓风机13出风 口上方的霾连接管15上设置有入霾口 14。使用时,可将霾用颗粒物从入霾口 14加入,并通 过鼓风机13和霾连接管15送入到雾霾罐1内部顶端设置的导霾分散环11内。使用者能 够通过雾霾产生系统,控制雾水电导率、湿度、颗粒物成分、颗粒物粒径分布与雾霾浓度,以 模拟产生各种程度的雾霾环境,可控性强。
[0023] 本发明利用雾水与颗粒物混合扩散的原理,控制各项初始条件,使试验区域内的 环境达到雾霾的监测指标。工作过程如下: (1)选择溶质,配制一定电导率的溶液。将各种粉末以一定比例和一定质量混合均勻。
[0024] (2)用超声波起雾器12将溶液震荡起雾,并在积污室内通过湿度传感器检测湿 度。
[0025] (3)雾扩散到整个区域,达到雾霾条件要求的湿度后,通入粉末。
[0026] (4)开启风扇9,并用气溶胶粒径谱仪监测PM2. 5与PM10,达到雾霾浓度要求后,停 止通入粉末。
[0027] (5)关闭风扇9,气体稳定且均匀后,记录浓度、湿度、温度与雾水电导率等参数。
[0028] (6)进行试验。

Claims (8)

1. 一种雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:包括密闭的雾霾罐、雾霾产生系统、参数 测量系统和高压放电模型系统;所述的雾霾产生系统包括雾产生系统和霾产生系统,雾产 生系统和霾产生系统的输出口与雾霾罐内部连通;所述的参数测量系统包括雾霾浓度监测 装置、雾霾粒径分布监测装置和温湿度传感器,雾霾浓度监测装置和雾霾粒径分布监测装 置的采样头分别通过导管与雾霾罐内部连通,温湿度传感器设置在雾霾罐内部;所述的高 压放电模型系统包括铝棒、铝板和/或绝缘子,内置有高压线的高压套管与雾霾罐内部连 通,铝棒、铝板和/或绝缘子设置在雾霾罐内部。
2. 根据权利要求1所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:还包括混合循环系 统,所述的混合循环系统包括设置在雾霾罐内部的中空且开设有出气口的分散环、设置在 雾霾罐外部且两端与雾霾罐内部上下两端导通的循环管以及设置在雾霾罐内部的风扇;雾 产生系统和霾产生系统的输出端分别与雾霾罐内部设置的分散环连通。
3. 根据权利要求2所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:所述的雾霾罐采用有 机玻璃制成的圆柱形雾霾罐,雾霾罐的上封盖和下封盖与罐体可拆卸连接。
4. 根据权利要求3所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:所述的分散环包括导 雾分散环和导霾分散环,雾霾罐内部顶端设置有导雾分散环和导霾分散环;雾霾罐内部底 端设置有导雾分散环。
5. 根据权利要求4所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:所述的雾产生系统采 用超声波起雾器,超声波起雾器的输出口分别通过雾连接管与雾霾罐内部顶端和雾霾罐内 部底端设置的导雾分散环连通;所述的霾产生系统包括一端与雾霾罐内部顶端设置的导霾 分散环连通、另一端连接鼓风机出风口的霾连接管,鼓风机出风口上方的霾连接管上设置 有入霾口。
6. 根据权利要求5所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:雾霾浓度监测装置采 用激光粉尘仪;雾霾粒径分布监测装置采用气溶胶粒径谱仪。
7. 根据权利要求6所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:雾霾罐内部上方和下 方分别设置有两个内置有高压线的高压套管,高压套管采用铝芯硅橡胶护套。
8. 根据权利要求7所述的雾霾环境模拟实验装置,其特征在于:雾霾罐外部均匀设置 有四组循环管,雾霾罐内部下方沿周向水平均匀设置有多组风扇,雾霾罐内部底端设置有 多组向上的风扇。
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