一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统及方法，所述系统包括：降雨泵站组单元、压力输送单元、平衡阀组单元、降雨喷咀单元以及现场控制单元，所述降雨泵站组单元用于将所述预设压力的水输出至压力输送单元；所述压力输送单元用于将所述预设压力的水按预设管路输送至降雨喷咀单元；所述平衡阀组单元包括平衡阀组以及压力传感器，所述平衡阀组单元用于根据现场控制单元指令控制每组喷头的喷射压力；所述降雨喷咀单元用于产生预设规格的雨滴；所述现场控制单元用于对所述系统的参数进行设置，并对所述系统进行监控和控制；所述系统及方法通过人工模拟降雨的方法，满足在任何环境下对室外电晕笼目标区域进行大雨天气的条件。

A Simulated Rainfall Control System and Method for Corona Cage Testing

【技术实现步骤摘要】
一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统及方法
本专利技术涉及电力
，更具体地，涉及一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统及方法。
技术介绍
特高压电晕笼是特高压直流试验基地的一个重要设施，主要研究分裂导线的电晕特性，以此评估电磁环境。而真实环境中天气状况是一很大的干扰因素。例如在雨天中，导线的干湿程度、降雨量的大小都对导线的电晕损耗有着很大的影响。然而，电晕笼占地面积大，必须放置于户外进行实验，而我国领土广阔，气候也随之多变，各地区一年中天气状况迥异，因此降雨也分布的很不均匀，南部地区大部分时间均有降雨，而西北及高海拔地区则常年干旱无雨，降雨天气的出现也伴随着极大的不确定性，雨粒的浓度也无法控制，这给研究大雨天气给电晕笼及起晕带来影响的研究带来了非常大的障碍，目前主要是通过人工降雨的方式，选择合适时机，用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂，使云层降水。但这样做一次成本很高，且无法具体控制降雨量的大小。
技术实现思路
自然降雨天气的出现具有极大的不确定性且雨粒浓度无法控制，为解决自然降雨天气对电晕笼内导线的起晕研究带来的障碍，本专利技术提供了一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统及方法，所述系统及方法通过人工模拟降雨的方法，满足在任何环境下对室外电晕笼进行降雨天气研究的条件，实现可控制降雨量的降雨模拟，所述一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统包括：降雨泵站组单元，所述降雨泵站组单元包括水箱以及增压水泵；所述降雨泵站组单元用于将水箱中存储的水的水压通过增压水泵提升至预设压力，并将所述预设压力的水输出至压力输送单元；压力输送单元，所述压力输送单元包括根据电晕笼现场环境预先铺设的多条降雨管路，所述多条降雨管路的每一条的一端接收降雨泵站组单元的所述预设压力的水，另一端与所述降雨喷咀单元的一组降雨喷头相连；所述压力输送单元用于将所述预设压力的水按预设管路输送至降雨喷咀单元；平衡阀组单元，所述平衡阀组单元包括多个平衡阀组以及多个压力传感器，所述每个平衡阀组对应一个压力传感器；所述平衡阀组加装在每组降雨喷头对应的降雨管路上，并根据现场控制单元指令控制每组喷头的喷射压力；对应的压力传感器用于实时采集管路压力信号，并将所述管路压力信号发送至现场控制单元；降雨喷咀单元，所述降雨喷咀单元包括多组降雨喷头，所述降雨喷咀单元用于产生预设规格的雨滴；现场控制单元，所述现场控制单元包括PC机以及可编程控制器；所述现场控制单元用于对所述系统的参数进行设置，并对所述系统进行监控和控制；所述现场控制单元用于根据平衡阀组单元的压力传感器采集的管路压力信号向对应的平衡阀组发送控制指令。进一步的，所述降雨泵站组单元包括可调节变频控制模块；所述可调节变频控制模块用于根据现场控制单元的控制指令调节所述增压水泵的工作频率；所述可调节变频控制模块包括显示屏及控制面板，所述显示屏用于现场显示所述增压水泵的工作频率，所述控制面板用于接收手动调节指令。进一步的，所述增压水泵为不锈钢多级离心泵；所述压力输送单元的降雨管路的内壁为PVC材质；所述降雨喷头为实心方形喷嘴。进一步的，所述压力输送管路组单元包括电动泄水阀模块；所述电动泄水阀模块安装于所述降雨管路中；所述电动泄水阀模块用于根据所述现场控制单元的控制指令，在测试结束后，将所述降雨管路中的水排出。进一步的，所述现场控制单元用于根据测试要求的降雨量要求，按照预设规则对所述降雨泵站组单元的可调节变频控制模块发送控制指令，调节所述增压水泵的工作频率；所述现场控制单元用于根据测试要求的降雨分布要求，按照预设规则对所述平衡阀组单元发送控制指令，调节每组喷头的喷射压力。进一步的，当所述降雨喷头的喷射压力均处于3kgf至5kgf压力段的同一喷射压力时，所述降雨喷头在0.5H米高度位置的纵向立面上有效覆盖区域为长和宽均为x*H米的正方形；其中，H为降雨喷头设置位置距地面高度，x根据喷头喷射角度以及喷头有效射苗获得，0＜x＜0.5H。进一步的，所述多条降雨管路的每一条对应的一组降雨喷头的个数，根据该降雨管路在电晕笼上方区域长度与所述x*H米相除获得的商的向上取整值获得；所述系统所需喷头个数为所有降雨管路的喷头个数的累加值。进一步的，所述模拟降雨的喷水量的计算方式为喷水覆盖面积与预设雨量的乘积；所述喷水覆盖面积的计算公式为：x*H*L；其中L为所有在电晕笼上方区域的降雨管路的总长度。进一步的，所述系统还包括中央管理单元，所述中央管理单元包括工业计算机、触摸操作面板以及可编程控制器；所述中央管理单元用于远程与所述现场控制单元进行通信，当所述中央管理单元与所述现场控制单元通信连接时，所述现场控制单元收所述中央管理单元控制，所述中央管理单元通过控制所述现场控制单元以实现对所述系统进行监控和控制；当所述中央管理单元与所述现场控制单元通信中断时，所述现场控制单元自行对所述系统信息监控和控制。所述一种应用如上所述模拟降雨控制系统的方法包括：根据测试要求的降雨量、降雨分布以及预设规则设置增压水泵的工作频率，以及每组降雨喷头的喷射压力；启动降雨泵站组单元，通过所述压力输送单元将预设压力的水输送至降水喷咀单元；根据所述平衡阀组单元的压力传感器的反馈和设置的喷射压力值，调节对应的平衡阀组；通过所述降雨喷咀单元的降雨喷头，实现模拟降雨。进一步的，通过与水箱相连的增压水泵将水的压力提升至预设压力值；通过过滤器对水中的杂质进行过滤。进一步的，根据现场控制单元的控制指令，通过安装在降雨管路中的电动泄水阀，在测试结束后，将所述降雨管路中的水排出。进一步的，通过中央管理单元与所述现场控制单元进行远程通信；当所述中央管理单元与所述现场控制单元通信连接时，所述现场控制单元收所述中央管理单元控制，所述中央管理单元通过控制所述现场控制单元以实现对所述系统进行监控和控制；当所述中央管理单元与所述现场控制单元通信中断时，所述现场控制单元自行对所述系统信息监控和控制。本专利技术的有益效果为：本专利技术的技术方案，给出了一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统及方法，所述系统及方法通过人工模拟降雨的方法，满足在任何环境下对室外电晕笼进行降雨天气研究的条件，所述系统及方法可根据不同的雨量、雨滴密度、降雨分布(均匀度)等要求，合理的模拟自然降雨过程，稳定的作用在电晕笼上，提供了可控制可监控的模拟降雨环境。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为本专利技术具体实施方式的一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统的结构图；图2为本专利技术具体实施方式的水箱通过水压阀组与所述增压水泵相连的示意图；图3为本专利技术具体实施方式的降雨喷头的覆盖面积示意图；图4为本专利技术具体实施方式的通过现场控制单元控制水泵开启的流程图；图5为本专利技术具体实施方式的一种应用模拟降雨控制系统的方法的流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统，所述系统包括：降雨泵站组单元，所述降雨泵站组单元包括水箱以及增压水泵；所述降雨泵站组单元用于将水箱中存储的水的水压通过增压水泵提升至预设压力，并将所述预设压力的水输出至压力输送单元；压力输送单元，所述压力输送单元包括根据电晕笼现场环境预先铺设的多条降雨管路，所述多条降雨管路的每一条的一端接收降雨泵站组单元的所述预设压力的水，另一端与所述降雨喷咀单元的一组降雨喷头相连；所述压力输送单元用于将所述预设压力的水按预设管路输送至降雨喷咀单元；平衡阀组单元，所述平衡阀组单元包括多个平衡阀组以及多个压力传感器，所述每个平衡阀组对应一个压力传感器；所述平衡阀组加装在每组降雨喷头对应的降雨管路上，并根据现场控制单元指令控制每组喷头的喷射压力；对应的压力传感器用于实时采集管路压力信号，并将所述管路压力信号发送至现场控制单元；降雨喷咀单元，所述降雨喷咀单元包括多组降雨喷头，所述降雨喷咀单元用于产生预设规格的雨滴；现场控制单元，所述现场控制单元包括PC机以及可编程控制器；所述现场控制单元用于对所述系统的参数进行设置，并对所述系统进行监控和控制；所述现场控制单元用于根据平衡阀组单元的压力传感器采集的管路压力信号向对应的平衡阀组发送控制指令。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电晕笼测试的模拟降雨控制系统，所述系统包括：降雨泵站组单元，所述降雨泵站组单元包括水箱以及增压水泵；所述降雨泵站组单元用于将水箱中存储的水的水压通过增压水泵提升至预设压力，并将所述预设压力的水输出至压力输送单元；压力输送单元，所述压力输送单元包括根据电晕笼现场环境预先铺设的多条降雨管路，所述多条降雨管路的每一条的一端接收降雨泵站组单元的所述预设压力的水，另一端与所述降雨喷咀单元的一组降雨喷头相连；所述压力输送单元用于将所述预设压力的水按预设管路输送至降雨喷咀单元；平衡阀组单元，所述平衡阀组单元包括多个平衡阀组以及多个压力传感器，所述每个平衡阀组对应一个压力传感器；所述平衡阀组加装在每组降雨喷头对应的降雨管路上，并根据现场控制单元指令控制每组喷头的喷射压力；对应的压力传感器用于实时采集管路压力信号，并将所述管路压力信号发送至现场控制单元；降雨喷咀单元，所述降雨喷咀单元包括多组降雨喷头，所述降雨喷咀单元用于产生预设规格的雨滴；现场控制单元，所述现场控制单元包括PC机以及可编程控制器；所述现场控制单元用于对所述系统的参数进行设置，并对所述系统进行监控和控制；所述现场控制单元用于根据平衡阀组单元的压力传感器采集的管路压力信号向对应的平衡阀组发送控制指令。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述降雨泵站组单元包括可调节变频控制模块；所述可调节变频控制模块用于根据现场控制单元的控制指令调节所述增压水泵的工作频率；所述可调节变频控制模块包括显示屏及控制面板，所述显示屏用于现场显示所述增压水泵的工作频率，所述控制面板用于接收手动调节指令。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述增压水泵为不锈钢多级离心泵；所述压力输送单元的降雨管路的内壁为PVC材质；所述降雨喷头为实心方形喷嘴。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述压力输送管路组单元包括电动泄水阀模块；所述电动泄水阀模块安装于所述降雨管路中；所述电动泄水阀模块用于根据所述现场控制单元的控制指令，在测试结束后，将所述降雨管路中的水排出。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述现场控制单元用于根据测试要求的降雨量要求，按照预设规则对所述降雨泵站组单元的可调节变频控制模块发送控制指令，调节所述增压水泵的工作频率；所述现场控制单元用于根据测试要求的降雨分布要求，按照预设规则对所述平衡阀组单元发送控制指令，调节每组喷头的喷射压力。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：当所述降雨喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元庆，姜脉哲，史丽鹏，王炳强，郭剑，张景晨，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11