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专利号: 2021106373458
申请人: 南昌大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种输电线路杆塔空气间隙的电场分布表征方法,其特征在于,所述方法具体为:根据输电线路杆塔间隙结构尺寸建立三维仿真模型;对导线、均压环、线夹、绝缘子高压侧金具等电极施加高电位U,对杆塔塔身与横担等接地电极施加零电位;利用有限元法计算输电线路‑杆塔空气间隙的静电场分布,定义电场分布特征提取路径与提取场域,分别从中提取特征量;

以面向杆塔塔身或横担一侧的含线夹部分的导线或均压环表面电场强度最大值所在位置为起点,以杆塔塔身或横担距离高压电极最近的一条平行线上的电场强度最大值所在位置为终点,将两点的连线作为电场分布特征提取路径;

以面向杆塔塔身或横担一侧的导线或均压环上的电场强度最大值所在位置为顶点,顶角为θ,底面为电位等于x·U的等位面构成的锥形场域作为电场分布特征提取场域。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔空气间隙的电场分布表征方法,其特征在于:将电场分布特征提取路径等分为n段,通过后处理提取每个采样点的电场强度Ei、每一段的平均电场强度Eia及其平方值Wi,其中1≤i≤n,以及相应的坐标位置作为原始数据,在该路径上采用54个物理量或数学量表征输电线路杆塔空气间隙的空间电场,具体包括:电场强度最大值Emax及其x、y、z方向分量Exem、Eyem、Ezem;x、y、z方向上的最大值Exm、Eym、2

Ezm;最小值Emin;中位数EMid;平均值Eave与x、y、z方向上的平均值Exa、Eya、Eza;方差Estd 与标准差Estd;变异系数Cv;畸变率Ed;

电场梯度最大值Egm、最小值Egn、平均值Ega、中位数EgM;

Emax与Eave之比f与x、y、z方向的fx、fy、fz;Emin与Emax之比fn;Eyem与Exem之比tanzm,Eyem与Ezem之比tanxm,Ezem与Exem之比tanym;

电场强度平方和We及其平均值Wea;Eia>c·Emax线段上的电场强度平方和与We的比值Ersc,其中c=0.9、0.75;

Eia>EMid线段上的电场强度积分VM及其与施加电压U的比值VrM;Eia>Eave线段上的电场强度积分Va及其与U的比值Vra;

Wi>c·We的线段长度Lsc及其与间隙距离d的比值Lrsc;Eia>c·Emax的线段长度LEc及其与d的比值LrEc;Eg>c·Egm的线段长度Lgc及其与d的比值Lrgc;Emax、Exm、Eym、Ezm、EMid所在位置到高压电极端的距离LEm、LExm、LEym、LEzm、LEM。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔空气间隙的电场分布表征方法,其特征在于:电场分布特征提取场域内的网格单元共m个,通过后处理提取每一个网格单元的电场强度Ej及其体积Vj作为原始数据,其中1≤j≤m,在该场域内采用19个物理量或数学量表征输电线路杆塔空气间隙的空间电场,具体包括:电场强度最大值Em、平均值Ea、最小值En、中位数EM;电场畸变率Edis;

电场能量W与能量密度Wd;Ej>Ea区域所占整个锥形场域的体积比Vra与能量比Wra;

Ej>EM区域所占整个锥形场域的体积比VrM与能量比WrM;

Ej>b·Em区域所占整个锥形场域的体积比Vrb与能量比Wrb,其中b=0.9、0.75、0.5、

0.25。

4.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔空气间隙的电场分布表征方法,其特征在于:根据静电场三维仿真计算结果,若高压电极金属导体部分距离杆塔塔身或横担上的电场强度最大值所在位置最近的是均压环,则以均压环表面电场强度最大值所在位置作为锥形特征提取场域的顶点;若距离杆塔塔身或横担上的电场强度最大值所在位置最近的是分裂导线的子导线,则以该子导线上的表面电场强度最大值所在位置作为锥形特征提取场域的顶点。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔空气间隙的电场分布表征方法中,其特征在于:所述电场特征提取场域的圆锥顶角θ可取为60°、75°、90°,等位面x·U可取为0.3U、

0.5U、0.7U。