一种涉及直流电压加载下的恒定电场及静电场耦合计算方法技术

本发明专利技术涉及一种涉及直流电压加载下的恒定电场及静电场耦合计算方法。直流场中的绝缘设备，由于其承受的主要是直流电压，电场分布、电晕特性与交流电压下有一定的差异，目前尚未有相关规范，交流金具的设计原则也并不适用。因此在直流金具的设计过程中，需要结合实际情况对其电场分布等进行分析。本发明专利技术从弛豫时间，传导、位移电流等方面入手，对直流场的电场分布特性进行了分析，并根据分析结果，提出了针对直流场的恒定电场‑静电场耦合计算方法。该方法能更好的反映实际电场分布，对直流场金具的设计具有较强的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁场计算研究领域，尤其是涉及直流电压加载下的恒定电场—静电场耦合计算问题。
技术介绍
在直流电压下，支柱绝缘子等绝缘设备内部会形成泄露电流，从而建立起稳恒传导电流场。此时，介质内部电场是按照电导率分布的，与传统交流电场按照介电常数分布有所区别。传导电流(Conductioncurrent)是在导电媒质中，自由电荷规则运动而形成的电流，它与电场的关系可以表示为EquationChapter(Next)Section1Jc＝σE(1.1)式中，σ为导电媒质的电导率。位移电流(Displacementcurrent)是电介质中电位移通量随时间变化形成的电流，可以表示为JD=∂D∂t=∂(ϵE)∂t=jωϵE---(1.2)]]>式中，ω为电压的角频率，ε为导电媒质的介电常数。弛豫时间(relaxationtime)是描述导电媒质在外加电场作用下，达到稳恒电流场所需要的时间，可表示为τ=ϵσ---(1.3)]]>式中，ε为导电媒质的介电常数，σ为导电媒质的电导率。从式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涉及直流电压加载下的恒定电场—静电场耦合计算方法，其特征在于，包括以下两个步骤：步骤1，恒定电场区域求解：在恒定电场中建立支柱绝缘子等绝缘设备整体模型，包括金属支柱、绝缘支柱、上部法兰和均压环等设备，其中金属支柱高0.5m，半径0.1m，绝缘支柱高1.2m，均压环环径0.3m，半径0.04m；将求解域限定在上部法兰、绝缘支柱、金属支柱上，按照实际条件，对支柱绝缘子等绝缘设备上下两侧的金属部位加载相应的电位，即上部法兰加载1000V电压，金属支柱接地；采用ansys有限元软件，对绝缘子内部及其表面的电位及电场分布进行电位、电场求解步骤2，静电场区域求解：在恒定电场中建立支柱绝缘子等绝缘设备整...

【技术特征摘要】
1.一种涉及直流电压加载下的恒定电场—静电场耦合计算方法，其特征在于，包括以下两个步骤：步骤1，恒定电场区域求解：在恒定电场中建立支柱绝缘子等绝缘设备整体模型，包括金属支柱、绝缘支柱、上部法兰和均压环等设备，其中金属支柱高0.5m，半径0.1m，绝缘支柱高1.2m，均压环环径0.3m，半径0.04m；将求解域限定在上部法兰、绝缘支柱、金属支柱上，按照实际条件，对支柱绝缘子等绝缘设备上下两侧的金属部位加载相应的电位，即上部法兰加载1000V电压，金属支柱接地；采用ansys有限元软件，对绝缘子...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜志叶，金硕，杜鹏飞，谢一鸣，胡蓉，孙帮新，黄昆，任成林，张雪波，
申请(专利权)人：武汉大学，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42