一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法
【專利摘要】一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：1）間隙放電彈性系數(shù)模型建立：根據(jù)間隙放電電壓變化率與間隙距離變化率之間的關(guān)系，提出間隙放電彈性系數(shù)定義；2）間隙放電彈性系數(shù)計算：通過在不同間隙距離下開展棒-板操作沖擊放電試驗研究，計算其間隙放電彈性系數(shù)；3）根據(jù)計算結(jié)果進行曲線擬合：根據(jù)棒-板間隙標準操作沖擊放電彈性系數(shù)計算結(jié)果與間隙距離之間的趨勢，采用合適的曲線擬合方式，計算相關(guān)待定系數(shù)。通過本方法提出的計算模型可開展近似電極結(jié)構(gòu)標準操作沖擊電壓計算，節(jié)約試驗成本，為輸變電工程外絕緣設(shè)計提供參考依據(jù)。
【專利說明】一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，尤其涉及一種基于棒-板間隙標準操作沖擊放電試驗數(shù)據(jù)的計算模型構(gòu)建方法，屬于沖擊電壓計量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]由于進行斷路器操作或者電力系統(tǒng)短路等內(nèi)部原因引起系統(tǒng)電磁能量振蕩而產(chǎn)生的過電壓為操作過電壓。其破壞性較強，且隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提升，操作沖擊電壓下絕緣問題越來越突出，各國學者廣泛深入開展了操作沖擊電壓下空氣間隙放電特性研究。
[0003]在操作沖擊電壓作用下，對于給定的自恢復(fù)絕緣的放電電壓與極性相同的快波前沖擊電壓相比，明顯呈現(xiàn)出較低的放電電壓，隨著間隙距離的增大，間隙的操作沖擊放電特性出現(xiàn)飽和。根據(jù)大量操作沖擊試驗結(jié)果，空氣間隙絕緣強度主要和間隙距離及間隙結(jié)構(gòu)有關(guān)。在不同間隙下，對于正極性長空氣間隙操作沖擊電壓而言，相同間隙距離條件下，棒-板間隙的放電電壓具有最低值，棒-棒間隙具有最高值，而塔窗內(nèi)典型間隙放電電壓處于棒-板、棒-棒兩種間隙之間。由于長間隙下負極性操作沖擊放電電壓要高于正極性放電電壓，在輸變電工程中，正極性操作沖擊放電成為關(guān)注焦點。
[0004]棒-板間隙作為典型不均勻電場，關(guān)于其放電特性各國學者已開展大量的試驗研究工作，并且基于試驗研究給出多種棒-板典型間隙距離與臨界放電電壓之間的關(guān)系。由于不同的臨界波前時間下，棒-板、棒-棒、導(dǎo)線-導(dǎo)線、環(huán)-環(huán)等結(jié)構(gòu)的間隙放電電壓亦有不同，為統(tǒng)一比較方便，在開展具體電壓沖擊放電強度研究時，建議采用相同電壓波形，如標準操作波，國際電工委員會(IEC)和我國國家標準均對標準操作波的波形、幅值等參數(shù)做了明確規(guī)定。
[0005]目前國內(nèi)還沒有適用于棒-板間隙標準操作沖擊放電試驗數(shù)據(jù)的計算模型構(gòu)建方法的相關(guān)文獻報道。有鑒于此，有必要提供一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提出一種基于間隙放電彈性系數(shù)的標準操作沖擊電壓計算模型構(gòu)建方法，該模型是一種基于棒-板間隙標準操作沖擊放電試驗數(shù)據(jù)的計算模型，該模型可為不同結(jié)構(gòu)類型的空氣間隙操作沖擊放電電壓計算提供參考依據(jù)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)間隙放電彈性系數(shù)模型建立:根據(jù)間隙放電電壓變化率與間隙距離變化率之間的關(guān)系，提出間隙放電彈性系數(shù)定義；
2)間隙放電彈性系數(shù)計算:通過在不同間隙距離下開展棒-板操作沖擊放電試驗研究，計算其間隙放電彈性系數(shù)；3)根據(jù)計算結(jié)果進行曲線擬合:根據(jù)棒-板間隙標準操作沖擊放電彈性系數(shù)計算結(jié)果與間隙距離之間的趨勢，采用合適的曲線擬合方式，計算相關(guān)待定系數(shù)。
[0008]如上所述的沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟I)中，間隙放電彈性系數(shù)定義方法如下:根據(jù)影響放電電壓大小最直接的因素是試驗間隙距離B，據(jù)此，經(jīng)過開展間隙放電電壓變化率與間隙距離的變化率比值研究后，將間隙放電電壓
變化率(
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)間隙放電彈性系數(shù)模型建立:根據(jù)間隙放電電壓變化率與間隙距離變化率之間的關(guān)系，提出間隙放電彈性系數(shù)定義； (2)間隙放電彈性系數(shù)計算:通過在不同間隙距離下開展棒-板操作沖擊放電試驗研究，計算其間隙放電彈性系數(shù)； (3)根據(jù)計算結(jié)果進行曲線擬合:根據(jù)棒-板間隙標準操作沖擊放電彈性系數(shù)計算結(jié)果與間隙距離之間的趨勢，采用合適的曲線擬合方式，計算相關(guān)待定系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(1)中，間隙放電彈性系數(shù)定義方法如下:根據(jù)影響放電電壓大小最直接的因素是試驗間隙距離s,據(jù)此，經(jīng)過開展間隙放電電壓變化率與間隙距離的變化率比值研究后，將間隙放電電壓變化率( ΔU/ui)與間隙距離的變化率(Δs/si)之比定義為間隙放電彈性系數(shù)，其表達式如

下:e=ri/r2 式中:e一間隙放電彈性系數(shù); r1-放電電壓的變化率; r2- 間隙距離的變化率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(2)中，根據(jù)正極性棒-板標準操作沖擊試驗結(jié)果，計算得到棒-板間隙放電彈性系數(shù)和間隙距離的關(guān)系對應(yīng)如下表所示，其中S為間隙距離，單位m為米:E為間隙放電彈性系數(shù)；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖擊放電電壓計算模型構(gòu)建方法，其特征在于，步驟(3)中，根據(jù)步驟(2)的計算結(jié)果，將棒-板間隙操作沖擊放電間隙彈性系數(shù)EI與間隙距離:Si的觀測值散點圖繪出，散點分布大致呈一直線,假設(shè)EI與SI之間的關(guān)系表示為:Ei = M+NSi 對于上式，采用最小二乘法對曲線進行擬合計算得出Μ、N值，由此可得間隙放電彈性系數(shù)表達式為:
【文檔編號】G01R31/12GK103592579SQ201310324465
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】曹晶, 張勤, 全姍姍, 梁進祥, 彭磊, 李瑋東 申請人:中國電力科學研究院