一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置及其操作方法

1.一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，所述装置包括试验舱、供水单元和供气单元，所述供气单元设置在所述试验舱内，所述试验舱内顶部设有支架，所述支架的正上方设有喷枪，其特征在于：所述喷枪通过管道分别与供气单元和供水单元连接；
所述供水单元包括水箱、水泵、过滤器、制冷机组和板式换热器；所述水箱设有并联的供水管道，其中一路依次串联设置所述水泵、过滤器和板式换热器，另一路设有水路电磁阀；所述并联的供水管道与所述喷枪连接的供水管道设有水路电磁阀；所述制冷机组与板式换热器连接；
所述水泵和过滤器并联有泄压阀旁路；
所述供水管道的支路坡向所述并联的供水管道，所述并联的供水管道下部设有排空电磁阀，用于排空管内积水。
2.如权利要求1所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述水箱设有进冷冻水管道和下水管道。
3.如权利要求1所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述供水管道设有保温绝缘层。
4.如权利要求1所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述供气单元的空气压缩机通过供气管道与所述喷枪连接，在所述供气管道上设有减压阀和气路电磁阀。
5.如权利要求4所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述空气压缩机提供的空气压力为0.3MPa。
6.如权利要求1所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：试验舱为圆柱体密闭结构，壁面覆有保温结构，舱内温度为-10℃。
7.如权利要求1所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：绝缘子设置在所述支架上，数量大于等于2，串接在所述支架上的绝缘子为V型分布。
8.如权利要求7所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述喷枪的喷嘴与V型绝缘子串的距离为1～2m。
9.如权利要求8所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述喷枪为压送式自动喷枪，数量大于等于2，喷嘴的口径为0.8mm。
10.如权利要求9所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，其特征在于：所述喷嘴缠绕电加热带。
11.一种如权利要求1所述的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置的操作方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)选择试验用绝缘子并洗净，如有必要应预染污，然后将绝缘子在室温下晾干并冷却至-7℃～-5℃，该温度为积雪过程设定温度；
(2)试验之前需要将试验舱内的温度稳定在-10℃，在需要降雪时，开启循环泵及水箱并联供水管道中的水路电磁阀，并关闭并联供水管道与喷枪间的水路电磁阀，使预冷水形成回路；
(3)开启制冷机组，通过板式换热器将需要预冷的水预冷至1～3℃；
(4)关闭水箱并联供水管道中的水路电磁阀，并开启并联供水管道与喷枪间的水路电磁阀，给喷枪供水；同时开启空气压缩机和气路电磁阀给喷枪供气；喷枪内的气、水混合雾化通过喷嘴喷出，在试验舱内形成降雪；通过调节并联供水管道与喷枪间的水路电磁阀和气路电磁阀，可以调节供水流量和供气流量，确保降落到V形绝缘子串上的覆雪满足试验要求；
(5)最后，将喷枪的水路电磁阀关闭，开启排空电磁阀，将供水管道内的积水排空。

一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置及其操作方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种造雪装置，具体讲涉及一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置及其操作方法。\n背景技术\n[0002] 发电机发出的电能经变压器升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现输电的。按结构形式划分，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。架空输电线路是架设在地面之的由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成的线路上。\n按照输送电流的性质划分，输电分为交流输电和直流输电。\n[0003] 近年来，伴随着中国电力发展步伐不断加快，中国电网也得到迅速发展，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大。目前电网建设已成为我国电力建设的主要方向，到2020年将全面建成坚强智能电网，初步实现建设世界一流电网的目标。\n[0004] 目前，有很多地方都会有绝缘子一次连续覆雪数天乃至数周的现象，而绝缘子串在雨雪或雪融化过程中运行,经常会发生闪络故障，危及到电力系统的安全稳定运行,给用户的生产和生活造成不利的影响。\n[0005] 在大多数情况下积雪基本不会增加闪络的可能性，引起雪闪的情况相对来说并不常见，它们包括：致密的积雪，也就是湿雪或密实的雪，而不是干松的雪；\n[0006] 与绝缘子表面粘附紧密的积雪；桥接绝缘子60-100％干弧距离的均匀积雪；充满伞盘纵深从而桥接绝缘子伞群间干弧距离或平行布置的多个绝缘子间空隙的较厚的雪层；\n导电性较好的雪层，能够影响绝缘子表面的电位分布并支持交流电弧的重燃；绝缘子表面的污秽迁移进入雪层当中。合适的人工试验方法能够重现造成雪闪的所有重要环境因素，以便于对雪闪现象进行实验研究，合理调整绝缘子参数，尽量避免此类事故的频繁发生。\n发明内容\n[0007] 为满足不同工况的模拟试验，本发明提供了一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置及其操作方法，使绝缘子串上的覆雪位置、厚度、密度、面积、温度、均匀性、及融雪水电导率可调，以达到有效的覆雪环境试验。\n[0008] 本发明的目的是采用下述技术方案实现的：\n[0009] 本发明提供的一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，所述装置包括试验舱、供水单元和供气单元，所述供气单元设置在所述试验舱内，所述试验舱内顶部设有支架，所述支架的正上方设有喷枪，其改进之处在于：所述喷枪通过管道分别与供气单元和供水单元连接；\n[0010] 所述供水单元包括水箱、水泵、过滤器、制冷机组和板式换热器；所述水箱设有并联的出水管道，其中一路依次串联设置所述水泵、过滤器和板式换热器，另一路设有水路电磁阀；所述并联管道与所述喷枪连接的供水管道设有水路电磁阀；所述制冷机组与板式换热器连接；\n[0011] 所述水泵和过滤器并联有泄压阀旁路；\n[0012] 所述水路管道的支路坡向所述并联管道，所述并联管道下部设有排空电磁阀，用于排空管内积水。\n[0013] 其中，所述水箱设有进冷冻水管道和下水管道。\n[0014] 其中，所述水路管道设有保温绝缘层。\n[0015] 其中，所述供气单元的空气压缩机通过供气管道与所述喷枪连接，在所述供气管道上设有减压阀和气路电磁阀。\n[0016] 其中，所述空气压缩机提供的空气压力为0.3MPa。\n[0017] 其中，试验舱为圆柱体密闭结构，壁面覆有保温结构，舱内温度为-10℃。\n[0018] 其中，绝缘子设置在所述支架上，数量大于等于2，串接在所述支架上的绝缘子为V型分布。\n[0019] 其中，所述喷枪的喷嘴与V型绝缘子串的距离为1～2m。\n[0020] 其中，所述喷枪为压送式自动喷枪，数量大于等于2，喷嘴的口径为0.8mm。\n[0021] 其中，所述喷嘴缠绕电加热带。\n[0022] 本发明基于另一目的提供的一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置的操作方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：\n[0023] 1、选择试验用绝缘子并洗净，如有必要应预染污，然后将绝缘子在室温下晾干并冷却至-7℃～-5℃，该温度为积雪过程设定温度；\n[0024] 2、试验之前需要将试验舱内的温度稳定在-10℃，在需要降雪时，开启循环泵及水箱并联出水管道中的水路电磁阀，并关闭并联出水管道与喷枪间的水路电磁阀，使预冷水形成回路；\n[0025] 3、开启制冷机组，通过板式换热器将需要预冷的水预冷至1～3℃；\n[0026] 4、关闭水箱并联出水管道中的水路电磁阀，并开启并联出水管道与喷枪间的水路电磁阀，给喷枪供水；同时开启空气压缩机和气路电磁阀给喷枪供气；喷枪内的气、水混合雾化通过喷嘴喷出，在试验舱内形成降雪；通过调节并联出水管道与喷枪间的水路电磁阀和气路电磁阀，可以调节供水流量和供气流量，确保降落到V形绝缘子串上的覆雪满足试验要求；\n[0027] 5、最后，将喷枪的水路电磁阀关闭，开启排空电磁阀，将供水管道内的积水排空。\n[0028] 与现有技术比，本发明达到的有益效果是：\n[0029] 1、绝缘子串上的覆雪位置、厚度、密度、面积、温度、均匀性、及融雪水电导率可调。\n[0030] 2、操作简单、灵活，投资成本低，但可达到良好的人工造雪效果。\n[0031] 3、水的盐浓度可手动调节。\n[0032] 4、自动喷枪位置可调，喷嘴的喷射角度可灵活变动。\n[0033] 5、通过调节喷嘴的喷射速度，可调节水流量和供气流量。\n[0034] 6、可方便转换不同覆雪工况，对绝缘子串在雨雪或雪融化过程中运行的闪络故障进行试验模拟研究分析。\n附图说明\n[0035] 图1是：本发明提供的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置前视剖视图；\n[0036] 图2是：本发明提供的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置降雪系统图；\n[0037] 其中：1、试验舱；2、供水单元；3、供气单元；101、喷枪；102、绝缘子；103、支架；\n201、供水管道；202、供水管道；203、供水管道；204、水路电磁阀；205、水路电磁阀；206、水路电磁阀；207、水路电磁阀；208、泄压阀；209、水箱；210、水泵；211、过滤器；212、制冷机组；213、板式换热器；301、供气管道；302、气路电磁阀；303、气路电磁阀；304、减压阀；\n305、空气压缩机。\n具体实施方式\n[0038] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。\n[0039] 本实施例以V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置为例，如图1至图2所示，本发明实施例提供的V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置包括：试验舱1、供水单元2、供气单元3、喷枪101、绝缘子102、支架103、供水管道201、供水管道202、供水管道203、水路电磁阀204、水路电磁阀205、水路电磁阀206、水路电磁阀207、泄压阀208、水箱209、水泵210、过滤器\n211、制冷机组212、板式换热器213、供气管道301、气路电磁阀302、气路电磁阀303、减压阀\n304、空气压缩机305。\n[0040] 其中，试验舱1为圆柱体密闭结构，且壁面覆有保温结构，舱内温度维持在-10℃，在试验舱1内部上方的支架103上悬挂由绝缘子102组成的V形绝缘子串，喷枪101的喷嘴与V形绝缘子串的距离为1～2m，确保降落到V形绝缘子串前吸收空气中的水分形成人工造雪。\n[0041] 供水单元2向试验舱1内的喷枪101供水，其中供水管道206、水路电磁阀204、水路电磁阀206和水路电磁阀207位于试验舱1的内部；供水管道201、供水管道202和供水管道203的一部分，水路电磁阀205，水泵210，过滤器211，泄压阀208，板式换热器213，制冷机组212位于试验舱1的外部。水路管路安装保温绝缘层，保证管内的降雪用水与外界进行良好的热绝缘；每个支路安装时，需要坡向主管，确保排空时，管路内无水；水路主管下部有排空电磁阀，用于排空管内积水；当喷枪101的水路电磁阀关闭后，排空电磁阀开启，排空管内积水。\n[0042] 根据降雪厚度及面积的要求，确定供水流量；根据降雪均匀性要求，设置喷枪101喷嘴的布置方式及流量分配方案；根据设计要求选取水箱209的型号以保证降雪的水量需求，水箱209的材料选用不锈钢或者玻璃钢；为降雪提供的水源应进行提前预冷至1～\n3℃，根据降雪所需水量和现有温度为4～5℃的冷冻水，确定预冷需要的制冷量，从而选取制冷机组212的型号。\n[0043] 供气单元3中的空气压缩机305放置在试验舱1内，用于向喷枪101提供压缩空气，压缩空气的温度与试验舱1的内温度相同，空气压缩机305提供的空气压力为0.3MPa。\n[0044] 喷枪101为压送式自动喷枪，喷嘴口径为0.8mm，，向其同时供给一路压缩空气和一路水路，根据具体的降雪面积和降雪量的大小决定喷枪101的数量和摆放方式；将喷枪\n101的喷嘴设置在V形绝缘子串的正上方，喷嘴位置可根据实际需要做调整，由于喷嘴喷射角度可调，可使试验结构更灵活。喷枪101的喷嘴处裸露在试验舱内，易冻，需缠绕电加热带，进行防冻处理。\n[0045] 本发明基于另一目的提供的一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置的操作方法，步骤如下：\n[0046] 1、选择试验用绝缘子102并洗净，如有必要应预染污，然后将绝缘子102在室温下晾干并冷却至-7℃～-5℃，该温度为积雪过程设定温度；\n[0047] 2、试验之前需要将试验舱1内的温度稳定在-10℃，在需要降雪时，开启循环泵及水路电磁阀205，并关闭水路电磁阀204，使预冷水形成回路；\n[0048] 3、开启制冷机组212，通过板式换热器213将需要预冷的水预冷至1～3℃；\n[0049] 4、关闭水路电磁阀205，并开启水路电磁阀204，给喷枪101供水；同时开启空气压缩机305和气路电磁阀302和气路电磁阀302给喷枪101供气；喷枪101内的气、水混合雾化通过喷嘴喷出，在试验舱1内形成降雪；通过调节水路电磁阀204、气路电磁阀302和气路电磁阀303，可以调节供水流量和供气流量，确保降落到V形绝缘子串上的覆雪满足试验要求；\n[0050] 5、最后，将喷枪101的水路电磁阀204、水路电磁阀206和水路电磁阀207关闭，开启排空电磁阀，将供水管道内的积水排空。\n[0051] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。