一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算方法，包括：在任意分裂直流线路导线位置处建立等效平行线电荷系统模型，使得所述等效平行线电荷系统模型产生的电场能够等效代替所述任意分裂直流线路导线的电场；利用各等效线电荷与所述任意分裂直流线路导线表面任一点的距离计算所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系；计算所述任意分裂直流线路导线的任一子导线上任一点的电场强度与等效的线电荷密度的关系；以及利用所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系以及电场强度与等效的线电荷密度的关系，利用已知的导线表面电位，计算所述任意分裂直流线路的导线的最大表面电场强度。

【技术实现步骤摘要】
一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算方法及系统
本专利技术涉及电力领域中电场强度研究领域，并且更具体地，涉及一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算方法及系统。
技术介绍
为了满足经济社会可持续发展用电需求，建设以高压、特高压电网为核心的加强电网已成为电力建设的战略目标。在采用长距离、大容量输电时，特高压输电能够有效的节省线路走路，有助于改善网络结构，建设输电瓶颈和实现大范围的资源优化配置，经济和社会效益十分明显。随着特高压直流输电工程电压等级的提高，导线表面电场强度增大，当达到空气的临界电场强度值时，在导线周围的空气中就会产生电晕放电，电晕放电可使输电线路的功率损耗增大，还会导致一系列的环境问题，包括引发地电场效应、离子流、无线电干扰和可听噪声等。特高压直流输电线路的电磁环境问题是特高压直流输电线路设计、建设和运行中必须考虑的重大技术问题。它与输电线路的电晕特性直接相关。考虑到经济性，输电线路通常设计成在正常运行电压下允许有一定程度的电晕放电。电晕放电将产生可听噪声、无线电干扰和电晕损耗等，对环境和运行会造成一定的影响。直流线路电晕放电的严重程度直接由导线表面电晕起始场强和导线表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算方法，其特征在于，所述方法包括：在任意分裂直流线路导线位置处建立等效平行线电荷系统模型，使得所述等效平行线电荷系统模型产生的电场能够等效代替所述任意分裂直流线路导线的电场；利用各等效线电荷与所述任意分裂直流线路的导线表面任一点的距离计算所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系；计算所述任意分裂直流线路导线的任一子导线上任一点的表面电场强度，并利用等效的线电荷与所述任一点的距离，计算所述任意分裂直流线路导线的任一子导线上任一点的电场强度与等效的线电荷密度的关系；以及根据所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系以及任意分...

【技术特征摘要】
1.一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算方法，其特征在于，所述方法包括：在任意分裂直流线路导线位置处建立等效平行线电荷系统模型，使得所述等效平行线电荷系统模型产生的电场能够等效代替所述任意分裂直流线路导线的电场；利用各等效线电荷与所述任意分裂直流线路的导线表面任一点的距离计算所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系；计算所述任意分裂直流线路导线的任一子导线上任一点的表面电场强度，并利用等效的线电荷与所述任一点的距离，计算所述任意分裂直流线路导线的任一子导线上任一点的电场强度与等效的线电荷密度的关系；以及根据所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系以及任意分裂直流线路导线的任一子导线上任一点的电场强度与等效的线电荷密度的关系，利用已知的导线表面电位，计算所述任意分裂直流线路的导线的最大表面电场强度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任意分裂直流线路导线为：任意分裂水平排列直流线路导线、任意分裂垂直排列直流线路导线、任意分裂单回直流线路导线或任意分裂多回直流线路导线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用镜像法计算任意分裂直流线路导线的线电荷密度，并在任意分裂直流线路导线位置处建立等效平行线电荷系统。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用各等效线电荷与所述任意分裂直流线路导线表面任一点的距离计算所述任意分裂直流线路导线等效的线电荷密度与导线表面电位的关系，还包括：将等效平行线电荷系统模型进行等效处理，将右侧的负极性分裂导线视为左侧正极性分裂导线的镜像，将等效平行线电荷系统整体等效为单极性分裂模型，为保证地面为零位面，在地下预设深度处地方放置一套同空中电荷系统模型仅电荷符号不同的镜像电荷系统模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任意分裂直流线路导线的任一子导线表面的电场强度包括：所述任意分裂直流线路导线的任一子导线轴心上的电荷作用的第一电场强度分量；所述任意分裂直流线路导线的任一子导线在极性导线的其他分裂子导线轴心上的电荷和所述其他分裂子导线在所述任意分裂直流线路导线的任一子导线内反映的两镜像电荷共同作用的第二电场强度分量；所述任意分裂直流线路导线的任一子导线轴心上的电荷在该子导线所在极性导线的其他子导线中的两个镜像电荷作用的第三电场强度分量；其他极性分裂子导线作用的第四电场强度分量；以及地下镜像电荷系统作用的第五电场强度分量。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，单回水平排列直流线路任意分裂导线的最大表面电场强度为：当n为奇数时，当n为偶数时，其中，Emax为任意分裂导线子导线表面电场强度，单位为kV/cm；n为导线分裂数；r为分裂导线子导线半径，单位为cm；ε为介电系数；U为分裂导线表面电位，单位为kV；s为导线极间距，单位为cm；d为导线分裂间距，单位为cm；h为导线高度，单位为cm。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当导线分裂数为4时，单回水平排列4分裂直流线路导线的最大表面电场强度为：当导线分裂数为6时，单回水平排列6分裂直流线路导线的最大表面电场强度为：当导线分裂数为8时，单回水平排列8分裂直流线路导线的最大表面电场强度为：8.一种任意分裂直流线路导线表面电场的计算系统，其特征在于，所述系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元庆，高晨光，陆家榆，张喜润，李文昱，张景晨，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11