專利名稱：一種人工模擬氣候罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備用實(shí)驗(yàn)罐體，特別是關(guān)于一種人工模擬氣候罐。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，工業(yè)污染日益嚴(yán)峻，不同地區(qū)污穢情況有很大差別，再加 上高海拔和覆冰的問題，特高壓外絕緣問題必將成為特高壓輸電建設(shè)的關(guān)鍵性控制因素之 一。為了提高復(fù)雜氣象條件下絕緣子的電氣強(qiáng)度和我國高海拔地區(qū)特高壓輸電線路運(yùn)行的 安全，國內(nèi)已經(jīng)采用人工氣候罐(或氣候室)去模擬各種不同的氣候條件，以對在特定情況 下輸電線路的外絕緣問題進(jìn)行研究。然而試驗(yàn)過程中，需要將試品置入氣候罐內(nèi)，然后需要 對試品施加特高壓，才能模擬真實(shí)工況。但由于氣候罐內(nèi)的空間有限，而且氣候罐是純金屬 材料，特高壓電源不可能布置在氣候罐內(nèi)，因此只有將高電壓設(shè)置在氣候罐外，再通過穿墻 套管將特高壓電源由罐外引至罐內(nèi)。在設(shè)計(jì)穿墻套管時，出于對特高壓套管外絕緣的考慮， 套管室內(nèi)段長度不能低于某個數(shù)值，并且套管周圍一定空間范圍內(nèi)由于存在很強(qiáng)的電場分 布，還不能放置試品，因此套管在罐內(nèi)的長度對氣候罐內(nèi)可利用試驗(yàn)凈空間有很大影響，套 管在罐內(nèi)的長度越短，試驗(yàn)空間也就越大。而現(xiàn)有國內(nèi)、外穿墻套管墻體結(jié)構(gòu)均是套管垂直 穿過氣候罐的墻壁，這樣勢必造成套管在罐內(nèi)從罐壁到高壓端的距離偏長，可用的試驗(yàn)空 間偏小。如果需要得到較大的試驗(yàn)空間，也只能增大罐體的體積，這樣會導(dǎo)致罐體成本過 高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種安全性能高，成本低，而且又能得到較大 的試驗(yàn)空間的人工氣候罐。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種人工模擬氣候罐，它包括一密閉
的直筒狀罐體，所述罐體內(nèi)的頂部設(shè)置有一絕緣子串；其特征在于所述罐體的直筒壁上
設(shè)置有一中空且兩端通透的錐臺狀墻體，所述錐臺狀墻體與所述罐體和罐體上的加強(qiáng)筋固
定焊接在一起，與所述錐臺狀墻體對應(yīng)的罐體上開設(shè)有一孔洞；所述孔洞內(nèi)穿設(shè)有一特高
壓穿墻套管，所述套管的高壓端通過導(dǎo)線與所述絕緣子串連接。 所述孔洞的直徑略大于所述罐體直徑的四分之一 。 所述孔洞的直徑為6m，所述套管在所述罐體內(nèi)的長度為10m。 所述錐臺狀墻體采用16MnR鋼材制成。 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明設(shè)置了一密閉的 直筒狀罐體，罐體內(nèi)設(shè)置有絕緣子串作為試品，罐體的直筒壁上設(shè)置有一中空且兩端通透 的錐臺狀墻體，與錐臺狀墻體對應(yīng)的罐體上開設(shè)有一孔洞，孔洞內(nèi)穿設(shè)有一特高壓穿墻套 管，套管的高壓端通過導(dǎo)線與絕緣子串連接，因此在保證錐臺狀墻體與套管之間的空間電 場分布滿足 氣絕緣要求情況下，可以通過錐臺狀墻體來縮短套管高壓端與罐體的直筒壁 的之間距離，從而可以減小罐體的直徑，進(jìn)而節(jié)省了人工氣候罐罐體內(nèi)可利用的試驗(yàn)空間，節(jié)省了成本。2、由于本發(fā)明罐體上的孔洞尺寸略大于罐體直徑四分之一，經(jīng)過對罐體以及 錐體進(jìn)行有限元建模和分析，得出錐臺狀墻體和與其固定連接的罐體在各工況(比如真 空、低溫、高濕度等)施加載荷的情況下，錐臺狀墻體上各部分所受到的應(yīng)力值均能遠(yuǎn)小于 許用應(yīng)力值，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性能滿足使用要求。3、由于本發(fā)明的錐臺狀墻體采用 了 16MnR鋼材制成，因此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性高。本發(fā)明安全性能高，節(jié)省氣候罐成本， 而且又能得到較大的試驗(yàn)空間，主要應(yīng)用在用于進(jìn)行高壓試驗(yàn)的試驗(yàn)室中。


圖1是本發(fā)明應(yīng)用在人工氣候罐上的示意圖
圖2是本發(fā)明中錐臺狀墻體的左視圖
圖3是本發(fā)明的工作原理圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。 如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括一鋼制的密閉罐體l，罐體1為直筒狀。罐體1內(nèi)的 頂部上設(shè)置有一絕緣子串2，作為試品。罐體1的直筒壁上設(shè)置有一中空且兩端通透的錐 臺狀墻體3，錐臺狀墻體3可以采用16MnR鋼材制成，錐臺狀墻體3與罐體1和罐體1上的 加強(qiáng)筋4固定焊接在一起。由于罐體1內(nèi)部在模擬高海拔時，罐體1內(nèi)部為一個密閉空間， 因此罐體l的直筒壁和錐臺狀墻體3均會受外壓作用。同時，由于罐體l通常設(shè)置在戶外， 還有可能會受到大風(fēng)和地震載荷對錐臺狀墻體3的影B向，因此在對應(yīng)錐臺狀墻體3的罐體 1上開設(shè)有一直徑略大于罐體1直徑四分之一的孔洞5，這樣錐臺狀墻體3和與其固定連接 的罐體1在各工況施加載荷的情況下，錐臺狀墻體3上各部分所受到的應(yīng)力值均能遠(yuǎn)小于 許用應(yīng)力值，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性能滿足使用要求。 特高壓套管6垂直穿過錐臺狀墻體3和孔洞5進(jìn)入罐體1內(nèi)，且套管6的高壓端 61通過導(dǎo)線7連接絕緣子串2，從而可以將室外的高電壓引至室內(nèi)。套管6在罐體1內(nèi)的 長度必須保證錐臺狀墻體3與套管6之間的空間電場分布滿足電氣絕緣要求，使空間電場 不會對絕緣子串2造成影響。
下面是一具體實(shí)施例。 如圖3所示，孔洞5的直徑R為6m，即圖3中的B、 C兩點(diǎn)間的距離為3m。特高壓 套管6在罐體1內(nèi)的長度L為10m，錐臺狀墻體3上、下底面之間的高度H為2. 5m，即圖3 中A、C兩點(diǎn)間的距離為7.5m。此時罐體l的直筒壁與特高壓套管6上高壓端61的最短距 離M為8. 514m，即圖3中的A、 B兩點(diǎn)間的距離為8. 514m，而不是常規(guī)設(shè)計(jì)方法中的A、 B間 的距離。 由于特高壓套管6高壓端上最大允許交流電壓為800kV，直流電壓為士1000kV，根 據(jù)棒板電極空氣間隙在高壓下放電原理，在加上一定的設(shè)計(jì)裕度，高壓端61對地最小距離 應(yīng)該選取為8m，也就是說，高壓套管6與高壓端罐體1的直筒壁之間的最小距離為8m，而本 發(fā)明的最短距離為8. 514m，滿足電氣絕緣要求。罐體1的直筒壁與高壓套管6高壓端61之 間距離的減小，在滿足其它試驗(yàn)要求條件下，整個罐體1的直徑也隨之減小，從而可以大大 節(jié)省制造罐體1所需用的金屬材料。經(jīng)有限元分析對錐體以及罐體設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，在外壓
40. 0625MPa或風(fēng)載荷560Pa(風(fēng)速30m/s)或地震載荷8度地震烈度的工況下，甚至在外壓 0. 0625MPa同時疊加風(fēng)載荷(風(fēng)速10m/s)和地震載荷8度地震烈度的工況下，本發(fā)明的結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性都能滿足使用要求。 上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式都是可以有所變 化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種人工模擬氣候罐，它包括一密閉的直筒狀罐體，所述罐體內(nèi)的頂部設(shè)置有一絕緣子串；其特征在于所述罐體的直筒壁上設(shè)置有一中空且兩端通透的錐臺狀墻體，所述錐臺狀墻體與所述罐體和罐體上的加強(qiáng)筋固定焊接在一起，與所述錐臺狀墻體對應(yīng)的罐體上開設(shè)有一孔洞；所述孔洞內(nèi)穿設(shè)有一特高壓穿墻套管，所述套管的高壓端通過導(dǎo)線與所述絕緣子串連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種人工模擬氣候罐，其特征在于所述孔洞的直徑略大于所 述罐體直徑的四分之一。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種人工模擬氣候罐，其特征在于所述孔洞的直徑為6m，所述 套管在所述罐體內(nèi)的長度為10m。
4. 如權(quán)利要求l所述的一種人工模擬氣候罐，其特征在于所述錐臺狀墻體采用16MnR 鋼材制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人工模擬氣候罐，它包括一密閉的直筒狀罐體，所述罐體內(nèi)的頂部設(shè)置有一絕緣子串；其特征在于所述罐體的直筒壁上設(shè)置有一中空且兩端通透的錐臺狀墻體，所述錐臺狀墻體與所述罐體和罐體上的加強(qiáng)筋固定焊接在一起，與所述錐臺狀墻體對應(yīng)的罐體上開設(shè)有一孔洞；所述孔洞內(nèi)穿設(shè)有一特高壓穿墻套管，所述套管的高壓端通過導(dǎo)線與所述絕緣子串連接。所述孔洞的直徑略大于所述罐體直徑的四分之一。所述孔洞的直徑為6m，所述套管在所述罐體內(nèi)的長度為10m。所述錐臺狀墻體采用16MnR鋼材制成。本發(fā)明安全性能高，節(jié)省氣候罐成本，而且又能得到較大的試驗(yàn)空間，主要應(yīng)用在用于進(jìn)行高壓試驗(yàn)的試驗(yàn)室中。
文檔編號B01L1/00GK101786027SQ20101013335
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者于昕哲, 周軍, 宿志一, 范建斌, 黃勇, 黃瑞平 申請人:中國電力科學(xué)研究院;北京航空航天大學(xué)