鲍 眺 王 杨 景无为 张蔡洧 金 涛

（浙江省电力有限公司宁波供电公司，浙江 宁波315100）

1 概述

随着全球气候变化，极端天气灾害发生日益频繁，所造成的大规模停电事故频发，由此带来巨大的经济损失和政治社会影响。作为直接服务于用户的关键环节，配电网在极端天气情况下的正常运行，对保障人们生产生活、抵御灾害事故、推动社会发展具有重要意义，配电网的灾害应对能力由此受到了广泛的关注。自2008 年1 月中旬以来，中国经历了四次大规模的雨雪冻结天气过程，持续时间为22 至25 天。雨雪的冰冻天气符合电线结冰的条件：（1）地面温度的长期平均温度接近或低于0℃；（2）连续降水，相对湿度高；（3）在地面附近形成有利的雨层当雨滴进入靠近地面的冷气层时，反演层迅速冷却，成为过冷的雨滴，并在与电线碰撞时以适当的风速冻结，从而冻结。下雨。冻结强度反映在许多地区的覆冰超过30mm，并且某些区域的最大覆冰超过80mm，远远超过了生产线的设计标准。雨雪极端环境的另一个显着特征是冰和冰范围的扩大。过去，覆冰与海拔高度直接相关。通常，海拔越高，冰的厚度越大。例如，2005 年初中国中部雨雪造成的极端环境破坏发生在海拔较高的地区。尤其沿海地区，极容易受极端天气影响，因此迫切需要电网设备材料典型极端气候模拟设施试制及应用，而极端环境模拟实验室的建设过程中，最关键的环节就是温湿度的控制，本文提出一套针对极端环境模拟实验室的温湿度控制技术。

2 温湿度调节

空气调节处理系统是为了保证实验室内的温湿度要求，空气处理机组的结构如图1 所示。空气处理机组由不锈钢定制，放置在风机房，其主要由蒸发盘管、电加热器、循环风机、加湿蒸汽管等组成。加湿采用定制的蒸汽加湿器，加湿器的结构如图2所示。加湿器主要由补水箱和加热箱组成，补水箱和加热箱的底部由水管相连组成连通器，当水位下降时，补水箱内的浮球阀打开为水箱补水，使水箱内的水位维持在一定高度。加热箱安装电加热，加热所产生的蒸汽通过加热箱顶部的蒸汽管送入空气处理机组的蒸汽喷管，从而实现为室内加湿的功能。加湿器外壳、内胆和隔板均采用不锈钢板焊接制成，为防止加热箱烫伤实验人员并减小热损失，在加热箱外壳和内胆之间采用聚氨酯发泡进行保温；补水箱内设置浮子水位报警器，当水位低于安全水位时报警并切断加热器电源以防止电加热干烧。

图1 空气处理机组

图2 加湿器设计

3 温度控制

电加热器对实验室温度的控制原理如下：首先，控制器按一定时间间隔读入温度设定值，然后将温度传感器定实时测出的实际温度值（反馈）与设定值进行比较，该差值经过比例- 积分- 微分（PID）运算后，输出采样周期内态继电器SSR 应导通的时间，该导通时间与采样周期之比（通断比）相当于实际加热量与SSR 完全导通时的加热量之比，调控的流程如图3 所示。当实际温度远低于设定温度时，SSR 应完全导通，随着实际温度逐渐接近设定温度，一个周期内SSR 的导通时间会逐渐减小，最后将温度稳定在设定值附近，此时SSR 的导通时间也将稳定在某个值附近，同时加装周波控制器ZAO 以提高控制精度。

图3 温度调控流程

4 湿度控制

实验室的空气湿度主要以湿球温度的形式进行测试。电热式加湿器对空气湿度的控制原理如下：首先，控制器按一定时间间隔读入湿度设定值，然后将湿度传感器定时测出的实际湿度值（反馈）与设定值进行比较，该差值经过比例- 积分- 微分（PID）运算后，输出采样周期内固态继电器SSR 应导通的时间，该导通时间与采样周期之比（通断比）相当于实际加热量与SSR 完全导通时的加热量之比，调控的流程如图4 所示。当实际湿度远低于设定湿度时，SSR 应完全导通，随着实际湿度逐渐接近设定湿度，一个周期内SSR 的导通时间会逐渐减小，最后将湿度稳定在设定值附近，此时SSR 的导通时间也将稳定在某个值附近，加装周波控制器ZAO 以提高控制精度。

图4 湿度调控流程

5 结论

作为直接服务于用户的关键环节，配电网在极端天气情况下的正常运行，对保障人们生产生活、抵御灾害事故、推动社会发展具有重要意义，配电网的灾害应对能力由此受到了广泛的关注。尤其沿海地区，极容易受极端天气影响，因此迫切需要电网设备材料典型极端气候模拟设施试制及应用，而极端环境模拟设施的建设过程中，最关键的环节就是温湿度的控制，本文提出一套针对极端环境模拟实验室的温湿度控制技术，能很好地解决该问题，为极端环境模拟设施的建设提供了重要的基础。