1、毕业设计开题报告通信工程人工温湿度环境模拟室构建研究一、选题的背景与意义由于社会经济的发展及人民生活水平的提高，我国对电力的需求也成飞速发展，这导致了大规模的电网建设和长线路的高压线铺架。而由此产生了电力设备的电晕放电的危害。电晕放电现象是指当导线或者电极表面的电场强度超过一定阈值后周围气体发生局部电离而产生的一种自持放电现象。在我国电力系统事故方面，每年电晕放电所带来的事故危害仅次于雷害事故。另外，电晕放电还会带来功率损耗、无线通信干扰以及噪声干扰等问题15。因而对电晕放电的检测和预防具有重要意义。目前国内对于电晕放电的检测技术主要有红外热成像检测、超声探测、脉冲电流法及紫外探测等。上述有些
2、方法虽然在对于电力设备的保障性检测中起到了一定的作用，但还存在诸如抗干扰能力差、故障前检测不灵敏及受目标与探测器之间的环境和距离影响等问题。由于紫外探测技术具有不停电、远距离等优点13，能够及时检测到电晕放电现象和故障。因此，国内外对于紫外探测技术在电晕放电检测的应用均进行了广泛的研究。然而国内与西方国家在此方面的差距很大且存在技术上的封锁，再加上国内在紫外非成像探测技术方面的成果极少、单元探测仪在电晕源定位方面又存在不足及没有考虑电晕紫外辐射传输消光系数的影响611，所以对于这些方面的研究显得紧迫和重要。电晕放电强度无论是漏电流强度还是紫外强度均受温湿度的影响45。但是在开放式的大气环境中，
3、对电晕放电现象的研究存在不易找到测试点、实验周期长、代价高等问题。而构建人工温湿度模拟室可以提高实验的可重复性和便捷性1216。因此对本课题的研究可以极大地便利和推动有关电晕放电现象的研究。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题不同于普通的温湿度控制箱，本课题关于人工温湿度环境模拟室的构建需要考虑波段辐射测量模块、光谱辐射测量模块等的开发和位置放置。其主要的构成分为1构建一个适当体积的温湿度控制箱考虑温湿度控制箱的体积大小需要结合电晕放电被测对象、加热器和加湿器、波段辐射测量模块和光谱辐射测量模块等的位置放置及大小这些因素。2加热器及加湿器的选择控制加热器和加湿器的选择控制，需要考虑采用何种方式
4、进行控制。另外，还要选择温湿度控制用的传感器模块，即采用何种传感器对温度或湿度进行采集。为了实时地控制模块，还要加入显示装置以保证数据的测量和监控。另外，对于电晕放电被测对象，为了保证测试数据的质量和有效性，温湿度的控制要保证在被测对象周围的一定范围内的温度和湿度的均匀性。3光谱辐射测量的设计光谱辐射测量应该考虑采用何种方式从辐射的光波里滤波筛选出所要测的波长并检测该波段的辐射强度。光谱辐射测量是针对不同的波长进行辐射强度的测量，从而可以为研究温湿度变化对电晕放电现象所产生的光波中不同波长影响的程度提供实验平台。故而这对所接收的光波的滤波和强度测量有较高的要求。4气候箱温湿度控制的评估气候箱温
5、湿度的控制，首先需要根据试验的要求，进行温湿度控制的指标设定；其次根据该指标，进行对温湿度的控制的试验，评估数据是否达到预设指标的要求。三、研究的方法与技术路线人工温室度环境模拟室根据其所要求的功能，其大致的构建框图如下图1所示35CM温湿度控制模块人工温湿度控制箱加热器加热器单色仪PMT加湿器模块加湿器模块电晕放电装置图1人工温室度环境模拟室的大致构建框图针对各个模块，本课题拟采用的技术路线如下所示1温湿度控制模块、继电器及外围电路的购买对于温湿度控制，可以购买市场上已现有的技术发展比较成熟的温度、湿度控制模块、继电器等。其中的继电器是用于对湿度进行控制。2对光路进行设计，调整好光谱辐射测量
6、位置光谱辐射测量部分如图1所示，可采用单色仪进行滤波筛选，然后利用光电倍增管（PMT）对所得的波进行强度测量。单色仪一般是采用光栅将具有一定带宽的光源分离成波长范围极窄单色光的仪器。对PMT输出的电信号，可采用示波器进行测量。另外，为了保证测量得到的数据的质量，需要考虑如何放置光谱辐射测量。3气候箱温湿度控制的评估气候箱需要保证对电晕放电被测对象的周围一定范围内环境的温湿度保持均匀性。根据所查阅的文献及相关的估计，预设规定该范围在被测对象周围半径约为35CM内。对于温度的控制可从35C以上进行步进为5C的逐步测量，温度控制模块的精度在C1范围内。对于相对湿度的控制，可选定在9010范围，精度为
7、3。四、研究的总体安排与进度1、2010113020101211查阅相关文献，确立研究方向；2、2010121220101225完成开题报告，准备开题答辩；3、2010122620110131构建温湿度箱，对温湿度模块、继电器等的购买，编程实现温湿度的控制，并完成文献综述；4、2011021520110301购买单色仪及光电倍增管，完成光谱辐射测量装置，翻译英文文献；5、2011030220110410对温湿度箱的温湿度控制效果进行评估，调试程序以达到预测指标，并对光谱辐射测量装置进行数据的测试及评估；6、2011041120110425撰写毕业论文，准备答辩。五、主要参考文献1张海峰,庞其昌
8、,李洪,张工力基于UV光谱技术的高压电晕放电检测J光子学报,2006,358116211662匡红刚,张占龙基于紫外光功率法的电力设备电晕放电检测仪J现代科学仪器,2009,436393陈磊紫外检测技术在云南电网的应用J云南电力技术,2009,37329304CFGALLO,JEGERMANOS,ANDJECOURTNEYTHEEFFECTOFHUMIDITYANDTEMPERATUREVARIATIONSONTHEBEHAVIOROFWIRETOPLANECORONASJAPPLIEDOPTICS,1969,811111195沙峰,王子俨,安冰温度、湿度对电晕笼中直流导线电晕电流的影响J东北
9、电力大学学报,2009,29660636周兵,马英庆,王文华智能温湿度调节仪J研究与开发,2002,1153547薛玲,孙曼,张志会,夏莉丽,魏希文基于单片机AT89S51的温湿度控制仪J化工自动化及仪表,2010,37766698王勇,毛帅,高雅亭基于ARM的机房温湿度智能控制系统设计J重庆理工大学学报自然科学,2010,24796999傅晨钊,周建国,肖嵘,李颖紫外电晕检测仪检测线路绝缘子的模拟试验J华东电力,2005,336505310章明朝,宋慧营,周跃,高松涛,闫丰,隋永新,杨怀江“日盲”紫外电晕探测系统定标J光电工程,2010,37413514011惠建峰,关志成,王黎明,麻敏华,
10、李秋玮正直流电晕特性随气压和湿度变化的研究J中国电机工程学报,2007,2733535812王清亮,张璐,李舟,范建斌,殷禹,谷深,张乔根空气湿度对导线电晕起始电压的影响J电力建设,2009,308384113LAZHARHEROUS,MOHAMEDNEMAMCHA,MOKDADREMADNIA,LUCIANDASCALESCUFACTORSTHATINFLUENCETHESURFACEPOTENTIALDECAYONATHINFILMOFPOLYETHYLENETEREPHTHALATEPETJJOURNALOFELECTROSTATICS,2009,6719820214彭敏文,李伟科,崔华特高压直流试验基地电晕笼结构设计J电力建设,2008,2914515唐剑,杨迎建,何金良,陈维江,邬雄,谷山强1000KV级特高压交流电晕笼设计关键问题探讨J高电压技术,2007,3341516YUKIONAKANO,YOSHITAKASUNAGAAVAILABILITYOFCORONACAGEFORPREDICTINGAUDIBLENOISEGENERATEDFROMHDVCTRANSMISSIONLINEJIEEETRANSACTIONSONPOWERDELIVERY,1989,4214221431
