一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台制造技术

本发明专利技术公开一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，其中，该系统包括：用于模拟不同环境条件的模拟装置和用于监测不同模拟环境条件下被测导体样品的测试分析装置；所述模拟装置包括：燃烧室、负压沉积室及控制组件；所述测试分析装置包括：环境参数测量器件、监测装置及数据分析平台。通过实施本发明专利技术披露的方案，实现模拟环境可控，并对不同模拟条件下的导线表面形貌、电除尘及电晕放电情况进行检测分析。

A Negative Pressure Simulated Test and Analysis Platform with Controllable Environmental Conditions

The invention discloses a negative pressure analog test and analysis platform with controllable environmental conditions, in which the system includes: a simulation device for simulating different environmental conditions and a test and analysis device for monitoring conductor samples under different simulated environmental conditions; the simulation device includes a combustion chamber, a negative pressure deposition chamber and a control component; the test and analysis device includes: environmental parameters. Digital measuring device, monitoring device and data analysis platform. By implementing the scheme disclosed by the invention, the simulated environment can be controlled, and the surface morphology, electrostatic precipitation and corona discharge of the conductor under different simulated conditions are detected and analyzed.

【技术实现步骤摘要】
一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台
本专利技术涉及输送电
，特别涉及一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台。
技术介绍
近年来，大气污染愈发严重，而输电线路在长期运行过程中，直接受到大气环境的影响。当高压输电线路长期暴露在存有空中颗粒物的大气环境中时，颗粒物会附着到导线表面形成积污，改变导线表面特性，进而影响导线的电晕特性，使得输电线路的电磁环境更为复杂。随着环境的恶劣程度的加剧，环境中的污秽颗粒物附着在导线表面，导致起晕电压下降、电晕损耗增加等问题，而且还危害到了输电线路的安全运行。因此，对沉积颗粒物后导线的电晕效应方面的分析测试和后续研究日益受到重视，该研究主要包括颗粒物产生、颗粒物传输、颗粒物在封闭容器(封闭容器放有电极)内积聚，随后在容器内进行相关测试或者取出样本进行后续研究。一般来讲，所进行的相关测试指的是关于沉积颗粒物后导线的电晕效应方面的测试，主要测试电晕放电起始电压、笼体处的合成电场、笼体处的离子流密度和电晕放电产生的电晕电流脉冲。后续的研究是指对沉积颗粒物的导线样本所进行的表面形貌的电子扫描显微镜观测与表面成分的能谱分析，本申请也会进行这些研究。目前，据本申请的专利技术人经过大量的调研得知，业内已有三类平台：1、第一类平台通过气溶胶发生器系统产生颗粒物，通过外接气瓶实现颗粒物从管道运输到测试管槽中。但，本申请的专利技术人发现这种方案由于气溶胶发生器产生的颗粒物量太小，所以为了保持一定浓度导致封闭容器的体积较小，而较小的封闭容器其尺寸(尤其是高压电极对容器四壁的距离)不能满足高电压下的电气绝缘设计，具体是指不能满足空气间隙的防击穿设计，容易在测试电压还不够时，导致电极与容器四壁空气间隙的击穿，所以不能够进行高电压下的相关测试，主要是测试电晕放电起始电压、笼体处的合成电场、笼体处的离子流密度和电晕放电产生的电晕电流脉冲。2、第二类平台通过燃烧或者雾化器产生颗粒物，通过管道喷洒到较大的封闭容器中进行相关测试；然而，这类方案为了满足电气绝缘设计，容器体积都较大，容易导致容器内的颗粒物浓度以及均匀程度难以控制与调节，而由于需要通过本装置定量分析在颗粒均匀分布时，颗粒物的浓度对于导线电晕放电特性(主要包括电晕起始电压、合成电场、离子流密度与电晕电流)，所以如果不能很好的控制容器内颗粒物的均匀程度与定量调节浓度，将难以进行后续的定量分析。另外，本申请的专利技术人还发现第一类与第二类方案都存在一个问题：放电产生的自由电荷会积累在封闭容器的四壁，由此将会造成电晕放电效应测试的误差，这里的误差主要是由于四壁积累的电荷会产生一个电场，从而干扰容器内原来的电场分布，引起电晕特性测量的误差。对此，本设计采用两种方式避免积累电荷的影响，其一是采用电晕笼被动屏蔽，其二是在沉积室四壁增加防静电涂层。3、第三类平台通过气流粉碎机作为颗粒物产生装置，随后扩散到一个较大的气候室进行测试；然而，这类方案采用的是气流粉碎机与较大的气候室，这两种实验设备的体积都过大，不利于实验与测试展开的便利性，且不具有可移动性，并且由于气流粉碎机的价格基本都在万元以上，所以其使用成本也比较昂贵。同时，本申请的专利技术人经大量的调研还发现：以上三种方案设计均不能控制颗粒粒径，而这对沉积颗粒物后导线的电晕效应方面的测试十分重要。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述技术问题，本专利技术实施例提出一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，能够实现模拟环境可控，并对不同模拟条件下的导线表面形貌、电除尘及电晕放电情况进行检测分析。为解决上述技术问题，本专利技术实施例披露了以下一些技术方案，包括：在本专利技术的一实施例中，披露一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，该平台包括：用于模拟不同环境条件的模拟装置和用于监测不同模拟环境条件下被测导体样品的测试分析装置；其中：A)所述模拟装置包括：燃烧室，用于制造模拟环境的污染物；负压沉积室，内置有分段式电晕笼以及设置于所述电晕笼中的被测导体样品；所述负压沉积室用于利用负压原理将模拟环境的污染物引入并使其在被测导线样品上沉积；控制组件，设置在所述燃烧室与所述沉积室的连通通道上，用于控制和监测模拟污染物的大小和流量；B)所述测试分析装置包括：环境参数测量器件，与所述沉积室连接，用于测量所述沉积室内模拟的环境参数；监测装置，用于监测所述导体样品形貌数据及其电晕放电效应的相关数据；数据分析平台，用于对电晕放电效应的相关数据进行分析，并输出分析结果。在一可选实施例中，所述监测装置进一步包括：纳伏表，设置有离子流板，所述离子流板设置于所述电晕笼的外侧，用于测量离子流密度；场磨，设置有场磨探头，所述场磨探头设置于所述电晕笼的外侧，用于测量合成电场；高压电源，为被测的导体样品供电；电晕电流测量装置，与所述被测导体样品连接，用于测量所述被测导体样品的电晕电流数据。作为一种可选的实施方式，所述电晕电流测量装置进一步包括：测量电容，与所述被测导体样品连接，用于分压；采样电阻，与所述测量电容连接，用于将电晕放电产生的电晕电流信号转换成电压信号；采集卡，分别与所述测量电容和所述采样电阻连接，用于测量所述被测导体样品产生的电晕电流数据及接收电压信号。可选地，基于上述任一实施例，所述数据分析平台包括：电晕识别模块，用于根据所述数据测量装置测量得到的电晕放电的多种效应，判定是否发生电晕放电；电晕分析模块，用于在判定发生电晕放电时，根据所监测到的电晕电流的脉冲强度和频率，界定电晕放电强度，实现对于不同条件下放电效果的检测与分析；表面状态分析模块，用于根据获取的不同电晕放电数据对应的导体样品形貌数据，建立所述电晕放电强度与所述导线样品表面形貌状态的对应关系，分析得到导体表面积污对于电晕电流脉冲的影响。可选地，基于上述任一实施例，所述负压沉积室的内壁上涂覆有防静电涂层，壁体上开设积有观察孔，所述观察孔外接的紫外相机或高速CCD(电荷耦合器件)相机，用于观察沉积室内的电晕放电与颗粒沉积情况。可选地，基于上述任一实施例，所述负压沉积室配置有用于形成室内负压的抽真空装置，使得所述燃烧室模拟出来的颗粒物气流在负压的引导下进入沉积室内；所述沉积室设置有侧门，所述高压电源穿设于侧门门体与所述被测导体样品连接。可选地，基于上述任一实施例，所述被测导体样品位于所述电晕笼的中心轴线；所述被测导体样品的两端设置有屏蔽球，所述屏蔽球连接于绝缘杆，所述绝缘杆固定连接于所述沉积室的内壁。可选地，基于上述任一实施例，所述环境参数测量器件包括：浓度仪，设置于所述沉积室外侧，用于测量所述沉积室内部的污染物浓度；气压表，设置于所述沉积室外侧，用于测量所述沉积室内部的气压；温湿计，设置于所述沉积室外侧，用于测量所述沉积室内部的温度和湿度。可选地，基于上述任一实施例，所述控制组件进一步包括：阀门，设置在所述燃烧室与所述沉积室的连通通道上，用于控制污染物通道的开关；粒径过滤器，设置在污染物通入口处，用于控制通入所述负压沉积室内的颗粒粒径；测速计，设置在所述燃烧室与所述负压沉积室的连通通道上，用于测量所述污染物的流量。可选地，基于上述任一实施例，所述燃烧室进一步包括：上下叠放的第一燃烧室和第二燃烧室；所述第一、第二燃烧室分别通过第一、第二连通通道与所述沉积室连通；所述第一连通通道上设置有第一阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，其特征在于，该平台包括：用于模拟不同环境条件的模拟装置和用于监测不同模拟环境条件下被测导体样品的测试分析装置；其中：A)所述模拟装置包括：燃烧室，用于制造模拟环境的污染物；负压沉积室，内置有分段式电晕笼以及设置于所述电晕笼中的被测导体样品；所述负压沉积室用于利用负压原理将模拟环境的污染物引入并使其在被测导线样品上沉积；控制组件，设置在所述燃烧室与所述沉积室的连通通道上，用于控制和监测模拟污染物的大小和流量；B)所述测试分析装置包括：环境参数测量器件，与所述沉积室连接，用于测量所述沉积室内模拟的环境参数；监测装置，用于监测所述导体样品形貌数据及其电晕放电效应的相关数据；数据分析平台，用于对电晕放电效应的相关数据进行分析，并输出分析结果。

【技术特征摘要】
1.一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，其特征在于，该平台包括：用于模拟不同环境条件的模拟装置和用于监测不同模拟环境条件下被测导体样品的测试分析装置；其中：A)所述模拟装置包括：燃烧室，用于制造模拟环境的污染物；负压沉积室，内置有分段式电晕笼以及设置于所述电晕笼中的被测导体样品；所述负压沉积室用于利用负压原理将模拟环境的污染物引入并使其在被测导线样品上沉积；控制组件，设置在所述燃烧室与所述沉积室的连通通道上，用于控制和监测模拟污染物的大小和流量；B)所述测试分析装置包括：环境参数测量器件，与所述沉积室连接，用于测量所述沉积室内模拟的环境参数；监测装置，用于监测所述导体样品形貌数据及其电晕放电效应的相关数据；数据分析平台，用于对电晕放电效应的相关数据进行分析，并输出分析结果。2.根据权利要求1所述的环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，其特征在于，所述监测装置进一步包括：纳伏表，设置有离子流板，所述离子流板设置于所述电晕笼的外侧，用于测量离子流密度；场磨，设置有场磨探头，所述场磨探头设置于所述电晕笼的外侧，用于测量合成电场；高压电源，为被测的导体样品供电；电晕电流测量装置，与所述被测导体样品连接，用于测量所述被测导体样品的电晕电流数据。3.根据权利要求2所述的环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，其特征在于，所述电晕电流测量装置进一步包括：测量电容，与所述被测导体样品连接，用于分压；采样电阻，与所述测量电容连接，用于将电晕放电产生的电晕电流信号转换成电压信号；采集卡，分别与所述测量电容和所述采样电阻连接，用于测量所述被测导体样品产生的电晕电流数据及接收电压信号。4.根据权利要求1至3任一项所述的环境条件可控的负压式模拟测试分析平台，其特征在于，所述数据分析平台包括：电晕识别模块，用于根据所述数据测量装置测量得到的电晕放电的多种效应，判定是否发生电晕放电；电晕分析模块，用于在判定发生电晕放电时，根据所监测到的电晕电流的脉冲强度和频率，界定电晕放电强度，实现对于不同条件下放电效果的检测与分析；表面状态分析模块，用于根据获取的不同电晕放电数据对应的导体样品形貌数据，建立所述电晕放电强度与所述导线样品表面形貌状态的对应关系，分析得到导体表面积污对于电...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞星明，李海冰，陈博，朱杰，卢铁兵，李学宝，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11