CN215525988U - 一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，气候室包括被测电缆；空气处理机组；长弧氙灯，设置于被测电缆上方并固定于气候室内上方；淋雨系统，设置于被测电缆上方；降雪系统，设置于被测电缆上方；控制器，与空气处理机组、长弧氙灯、淋雨系统和降雪系统电连接。本实用新型能够模拟指点地区的气候条件，来对同种设备材料的被测电缆进行测量其功能性和可靠性；也能够测试同一气候条件下不同被测电缆的功能性和可靠性。

Description

一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室

技术领域

本实用新型涉及环境模拟测试领域，特别涉及一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室。

背景技术

目前国内外对于极端气候环境的模拟装置研究较少，特别是较大型的极端气候环境模拟装置。常见的气候模拟装置基本上均是对小尺寸样品进行雨雪、高低温以及沙尘腐蚀测试所用的小型测试装置。见诸报导较大型的气候模拟装置也并非专门针对电网设施设备真实使役环境而开发，用于电力设施、设备在严苛环境中的评估模拟。

比如林木松等研发的气候模拟装置，虽然可以模拟各种自然环境，像风吹、雨淋、日晒以及高温等，但其的设计主要是为了满足对煤尘抑制剂对尘土抑制效果的评估测试用。且其只具备高温下的评估，而缺少较低温度下的对样品长时间测试的功能。

而陆采荣等研发的大型水工极端气候模拟器，虽然能够实现从高温、低温、湿度循环、寒潮袭击、长周期盐雾、酸性气体腐蚀等单一模式的参数模拟，以及上述单一模式与荷载以及压力水环境的耦合，但是其设计的初衷主要是为了评估极端环境下水工建筑材料与构件的使役状况，而电力设施设备在导电性、抗腐蚀特性以及抗冰闪等性能要求与水工建筑材料有着截然不同的要求。

郝小礼等也曾开发了一种高冷、热应力室内气候模拟装置，装置中所附带的气候室、室内空气调节系统以及空气夹层这些机构，可以实现高低温交替演变。但该装置的设计主要是为了测定自然气候的变化对人体生理反应的规律，从而评估人体在高、低温环境中生产或生活的安全风险，并非用于生产设备设施的评估。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，通过模拟电缆会遇到的高温、高湿、强风、强光照、强降雨量和强降雪量等极端气候环境，来检测电缆的工作状态。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，所述气候室包括被测电缆；空气处理机组，所述空气处理机组包括风机箱、蒸发器、接水盘、电加热器、循环风机、蒸汽加湿器和加湿蒸汽喷管，所述接水盘设置与风机箱底部，所述蒸发器倾斜设置于接水盘上方并固定于风机箱内，所述电加热器设置于蒸发器上方并固定于风机箱内，所述循环风机设置于电加热器上方，所述循环风机的出风口朝上设置，所述加湿蒸汽喷管固定于循环风机出风口侧边，所述蒸汽加湿器设置于风机箱外侧，所述蒸汽加湿器与加湿蒸汽喷管连接，所述被测电缆设置于加湿蒸汽喷管上方；长弧氙灯，设置于被测电缆上方并固定于气候室内上方；淋雨系统，设置于被测电缆上方；降雪系统，设置于被测电缆上方；控制器，与空气处理机组、长弧氙灯、淋雨系统和降雪系统电连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：能够模拟指点地区的气候条件，来对同种设备材料的被测电缆进行测量其功能性和可靠性；也能够测试同一气候条件下不同被测电缆的功能性和可靠性。

优选的，所述蒸汽加湿器包括补水箱和加热箱，所述补水箱和加热箱的底部通过水管相连，所述补水箱内设有一浮球阀，所述浮球阀与一补水管连接，所述加热箱内设有一电加热板，所述加热箱顶部设有通过一蒸汽管与加湿蒸汽喷管连接。这样，通过浮球阀和补水管来使补水箱内的水位维持在一定高度，保证加热箱内有水可加；通过蒸汽管与加湿蒸汽喷管来实现室内加湿的功能，便于指定位置的加湿。

优选的，所述加热箱包括外壳和内胆，所述外壳和内胆之间设有聚氨酯发泡，所述补水箱内设有浮子水位报警器。这样，通过设置聚氨酯发泡来进行保温，保证内胆能够进行保温，也防止加热箱烫伤实验人员减少热损失；补水箱内设置浮子水位报警器，当水位低于安全水位时报警并切断电加热板电源以防止电加热板干烧。

优选的，所述循环风机内设有两排风机组，每排风机组包括三台风机，多个所述风机均通过变频器与控制器电连接，所述风机箱的出口处设有横向百叶和纵向百叶。这样，通过双层百叶，可以改变出风方向。

优选的，所述被测电缆旁设有测量空气温度和湿度的E+E温湿度传感器，所述被测电缆旁还设有测量风速的E+E风速变送器，所述E+E温湿度传感器和E+E风速变送器均与控制器电连接。这样，能够实时检测气候仓内被测电缆所处环境的空气温度和湿度，以及风速，并将其参数传递至控制器进行监控处理。

优选的，所述长弧氙灯通过一数字电源与控制器电连接；所述被测电缆旁设有一用于感知被测电缆处阳光照射强度的光照变送器，所述光照变送器与控制器连接。这样，通过数字电源来调节氙灯的光照功率；光照变送器能够感知被测电缆处的阳光照射强度，便于控制。

优选的，所述淋雨系统包括变频水泵、储水箱、喷淋管、喷淋头和回水排管，所述变频水泵与储水箱连接，所述喷淋管与变频水泵连接，所述喷淋头设置于喷淋管上，所述喷淋头设置于气候室中部，并位于被测电缆上方。这样，变频水泵方便控制水流量，以此来控制降雨的强弱；喷淋头位于被测电缆上方，模拟淋雨环境。

优选的，所述被测电缆下方设有测量降雨量的翻斗型雨量传感器，所述翻斗型雨量传感器与控制器电连接；所述喷淋管还与一空气压缩机连接。这样，通过翻斗型雨量传感器来监控被测电缆处的降雨量，再通过控制器通过电脑界面等实时显示，便于观察。

优选的，所述降雪系统包括飘雪机、输水管和蓄水盒，所述飘雪机与控制器电连接，所述飘雪机通过输水管与蓄水盒连接，所述输水管和蓄水盒内均设有电加热装置以及温度传感器。这样，通过飘雪机可以调节风速大小改变飘雪面积，调节被测电缆覆雪长度；另外，也可以利用飘雪机的风力大小或制冰系统的旋转速度来调节雪花大小。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室整体结构布局图；

图2是空气处理机组结构侧视图；

图3是空气处理机组结构主视图；

图4是空气处理机组中的风机箱俯视图；

图5是蒸汽加湿器中的加热箱结构示意图；

图6是蒸汽加湿器内部结构示意图；

图7是蒸汽加湿器俯视图；

图8是淋雨系统部分系统图。

图中标号说明：1、空气处理机组，11、风机箱，111、横向百叶，112、纵向百叶，12、蒸发器，13、接水盘，14、电加热器，15、循环风机，2、蒸汽加湿器，21、补水箱，211、浮球阀，212、补水管，213、浮子水位报警器，22、加热箱，221、电加热板，222、蒸汽管，223外壳，224、内胆，225、聚氨酯发泡，3、加湿蒸汽喷管，4、长弧氙灯，5、淋雨系统，51、储水箱，52、喷淋管，53、空气压缩机，6、降雪系统，7、控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1-8所示，本实施例涉及一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，气候室包括被测电缆；

空气处理机组1，用于产生特定温度和湿度的空气；

长弧氙灯4，设置于被测电缆上方并固定于气候室内上方，用于产生模拟太阳光；

淋雨系统5，设置于被测电缆上方，用于产生淋雨环境；

降雪系统6，设置于被测电缆上方，用于产生降雪环境；

控制器7，与空气处理机组1、长弧氙灯4、淋雨系统5和降雪系统6电连接。控制器7与所有的各个模组连接，方便控制，并便于查看反馈信息。

在本实施例中，空气处理机组1包括风机箱11、蒸发器12、接水盘13、电加热器14、循环风机15、蒸汽加湿器2和加湿蒸汽喷管3。

其中，接水盘13设置与风机箱11底部，蒸发器12倾斜设置于接水盘13上方并固定于风机箱11内，电加热器14设置于蒸发器12上方并固定于风机箱11内。通过这样设置，电加热器14来提供环境温度。

循环风机15设置于电加热器14上方，循环风机15的出风口朝上设置，加湿蒸汽喷管3固定于循环风机15出风口侧边。

在本实施例中，循环风机15设置了六台同型号风机，六台风机通过一个变频器控制风机转速，可模拟气候室风速0～7.5m/s(连续可调)。

蒸汽加湿器2设置于风机箱11外侧，蒸汽加湿器2与加湿蒸汽喷管3连接，被测电缆设置于加湿蒸汽喷管3上方。具体的来说，蒸汽加湿器2包括补水箱21和加热箱22，补水箱21和加热箱22的底部通过水管相连，补水箱21内设有一浮球阀211，浮球阀211与一补水管212连接。通过浮球阀211和补水管212来使补水箱21内的水位维持在一定高度，保证加热箱22内有水可加。加热箱22内设有一电加热板221，加热箱22顶部设有通过一蒸汽管222与加湿蒸汽喷管3连接。通过蒸汽管222与加湿蒸汽喷管3来实现气候室内加湿的功能，便于指定位置的加湿。

其中，加热箱22包括外壳223和内胆224，外壳223和内胆224之间设有聚氨酯发泡225，通过设置聚氨酯发泡225来进行保温，保证内胆224能够进行保温，也防止加热箱22烫伤实验人员减少热损失。补水箱21内设有浮子水位报警器213，当水位低于安全水位时报警并切断电加热板221电源以防止电加热板221干烧。

循环风机15内设有两排风机组，每排风机组包括三台风机，多个风机均通过变频器与控制器7电连接，风机箱11的出口处设有横向百叶111和纵向百叶112。

被测电缆旁设有测量空气温度和湿度的E+E温湿度传感器，被测电缆旁还设有测量风速的E+E风速变送器，E+E温湿度传感器和E+E风速变送器均与控制器7电连接。能够实时检测气候仓内被测电缆所处环境的空气温度和湿度，以及风速，并将其参数传递至控制器7进行监控处理。

在本实施例中，采用长弧氙灯可发出接近太阳光的全光谱的灯光。长弧氙灯较卤素灯而言模拟太阳光效果更佳。氙灯的成本比卤素灯高，但性能优越，亮度、色温和耐用等方面氙灯都比卤素灯好。

其中，长弧氙灯4通过一数字电源与控制器7电连接；被测电缆旁设有一用于感知被测电缆处阳光照射强度的光照变送器，光照变送器与控制器7连接。通过数字电源来调节长弧氙灯4的光照功率；光照变送器能够感知被测电缆处的阳光照射强度，便于控制。在实际使用过程中，本实施例中的气候室选用3盏2.5kW的长弧氙灯4。

在本实施例中，淋雨系统5包括变频水泵、储水箱51、喷淋管52、喷淋头和回水排管，变频水泵与储水箱51连接，喷淋管52与变频水泵连接，喷淋头设置于喷淋管52上，喷淋头设置于气候室中部，并位于被测电缆上方。变频水泵方便控制水流量，以此来控制降雨的强弱；喷淋头位于被测电缆上方，模拟淋雨环境，便于实现。在这个模拟淋雨过程中，落在地面雨水通过气候仓两端的排水孔排出。

被测电缆下方设有测量降雨量的翻斗型雨量传感器，翻斗型雨量传感器与控制器7电连接。通过翻斗型雨量传感器来监控被测电缆处的降雨量，再通过控制器7通过电脑界面等实时显示，便于观察。

因为房间存在零下温度工况，所以喷淋头内残留水有冰冻的可能。可以等喷淋头内水滴尽后再进行低温工况，也可以将喷淋头取下，水会随即流尽，也可以利用压缩空气将水管内水吹排出。在本实施例中，喷淋管52通过与一空气压缩机53连接，利用空气压缩机53产生压缩空气来将水管内水吹排出。

在本实施例中，降雪系统6包括飘雪机、输水管和蓄水盒，飘雪机与控制器电连接。

飘雪机可以采用世界一流品牌的压缩机性能稳定坚固耐用。此外飘雪机上的PLC可视化操作界面方便了操作控制，设备运行参数实时在线显示，飘雪过程可全程控制，设备可连接电脑，实现远程控制，整个飘雪过程自动进行。可以通过飘雪机调节风速大小改变飘雪面积，调节被测电缆覆雪长度，另外，可利用风力大小或制冰系统的旋转速度来调节雪花大小。本实施例的飘雪机设备具有完善的保温系统，有水盒自动加热系统，进水自动保温系统、低温自动保护系统(水盒里水温度下降到零度一下时设备停止运行及自动报警)。

具体来说，飘雪机通过输水管与蓄水盒连接，输水管和蓄水盒内均设有电加热装置以及温度传感器。在气候室低于零下时，会自动加热，防止水结冰，保证飘雪机能够正常运行。

本实施例具有以下效果：

(1)同一气候条件下不同线缆的功能和可靠性。

通过风机箱不可模拟不同风速和风向，同时配有E+E风速变送器来采集风速，可通过控制器连接的计算机实时监控，室内标识物可提供肉眼观察。

根据需求设置相应气候类型和参数，利用内部布设的各类传感器采集数据，并通过传感网络技术把数据发送汇总于计算机测试系统出来，实现对被测电缆的实时工况监测，监测中心的后台将采集到的温度数据进行汇总分析，画出温度气候参数曲线，观察被测线缆状态。

(2)测试同种设备材料不同气候条件下的功能和可靠性。

取样特定的测试材料(被测电缆)，设定工况进行测试，测试系统记录工况信息，并对测试材料拍照存档。

调整实验室气候类型，进行样品测试，设定工况进行测试，测试系统记录工况信息，并对测试材料拍照存档。

测试完成后，系统进行数据对比。

(3)模拟指定地区气候条件，并测试设备材料的功能性和可靠性。

系统通过数据路录入指定地区气象参数，模拟指定时间段该地区气候条件，验证设计的功能是否达到，对材料设备的可靠性和实用性进行验证。

本实用新型的有益效果为：能够模拟指点地区的气候条件，来对同种设备材料的被测电缆进行测量其功能性和可靠性；也能够测试同一气候条件下不同被测电缆的功能性和可靠性。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述气候室包括被测电缆；

空气处理机组(1)，所述空气处理机组(1)包括风机箱(11)、蒸发器(12)、接水盘(13)、电加热器(14)、循环风机(15)、蒸汽加湿器(2)和加湿蒸汽喷管(3)，所述接水盘(13)设置与风机箱(11)底部，所述蒸发器(12)倾斜设置于接水盘(13)上方并固定于风机箱(11)内，所述电加热器(14)设置于蒸发器(12)上方并固定于风机箱(11)内，所述循环风机(15)设置于电加热器(14)上方，所述循环风机(15)的出风口朝上设置，所述加湿蒸汽喷管(3)固定于循环风机(15)出风口侧边，所述蒸汽加湿器(2)设置于风机箱(11)外侧，所述蒸汽加湿器(2)与加湿蒸汽喷管(3)连接，所述被测电缆设置于加湿蒸汽喷管(3)上方；

长弧氙灯(4)，设置于被测电缆上方并固定于气候室内上方；

淋雨系统(5)，设置于被测电缆上方；

降雪系统(6)，设置于被测电缆上方；

控制器(7)，与空气处理机组(1)、长弧氙灯(4)、淋雨系统(5)和降雪系统(6)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述蒸汽加湿器(2)包括补水箱(21)和加热箱(22)，所述补水箱(21)和加热箱(22)的底部通过水管相连，所述补水箱(21)内设有一浮球阀(211)，所述浮球阀(211)与一补水管(212)连接，所述加热箱(22)内设有一电加热板(221)，所述加热箱(22)顶部设有通过一蒸汽管(222)与加湿蒸汽喷管(3)连接。

3.根据权利要求2所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述加热箱(22)包括外壳(223)和内胆(224)，所述外壳(223)和内胆(224)之间设有聚氨酯发泡(225)，所述补水箱(21)内设有浮子水位报警器(213)。

4.根据权利要求1所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述循环风机(15)内设有两排风机组，每排风机组包括三台风机，多个所述风机均通过变频器与控制器(7)电连接，所述风机箱(11)的出口处设有横向百叶(111)和纵向百叶(112)。

5.根据权利要求4所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述被测电缆旁设有测量空气温度和湿度的E+E温湿度传感器，所述被测电缆旁还设有测量风速的E+E风速变送器，所述E+E温湿度传感器和E+E风速变送器均与控制器(7)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述长弧氙灯(4)通过一数字电源与控制器(7)电连接；所述被测电缆旁设有一用于感知被测电缆处阳光照射强度的光照变送器，所述光照变送器与控制器(7)连接。

7.根据权利要求1所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述淋雨系统(5)包括变频水泵、储水箱(51)、喷淋管(52)、喷淋头和回水排管，所述变频水泵与储水箱(51)连接，所述喷淋管(52)与变频水泵连接，所述喷淋头设置于喷淋管(52)上，所述喷淋头设置于气候室中部，并位于被测电缆上方。

8.根据权利要求7所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述被测电缆下方设有测量降雨量的翻斗型雨量传感器，所述翻斗型雨量传感器与控制器(7)电连接；所述喷淋管(52)还与一空气压缩机(53)连接。

9.根据权利要求1所述的一种模拟极端气候环境的电缆测试气候室，其特征在于：所述降雪系统(6)包括飘雪机、输水管和蓄水盒，所述飘雪机与控制器电连接，所述飘雪机通过输水管与蓄水盒连接，所述输水管和蓄水盒内均设有电加热装置以及温度传感器。

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