一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，包括：计算微粒在起跳前的第一受力数据；其中，所述第一受力数据包括第一库仑力和重力；当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据；其中，所述第二受力数据包括第二库仑力、电场梯度力和气体粘滞力；根据所述微粒的所述第一受力数据及所述第二受力数据，构建微粒运行轨迹模型，并根据所述微粒运行轨迹模型绘制微粒运行轨迹。本发明专利技术还公开了一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟装置，能有效实现准确地判断微粒在GIS内的运行轨迹，能有效提高微粒在GIS内运行模拟的计算效率和准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法及装置
本专利技术涉及高压电试验
，尤其涉及一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法及装置。
技术介绍
气体绝缘封闭组合电器(GIS)内部充有一定压力的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘介质。在GIS中，盆式绝缘子作为主要的绝缘件，起到绝缘支撑、气室隔离等作用。工况条件下，盆式绝缘子的表面裂纹等缺陷在运行一段时间后容易因扩展引起绝缘失效，将会造成GIS中沿面闪络放电问题，因此开展针对盆式绝缘子的强度试验中裂纹扩展的研究具有非常重要的意义。工频电压下的自由导电微粒运动轨迹与直流电压下具有明显区别。工频电压下的微粒运动轨迹具有更大的随机性，原因在于微粒与极板碰撞时刻不同导致微粒带电量不同，从而影响微粒受力情况，并且微粒受力随时间、空间不同均发生变化。工频电压下微粒跳动高度受到工频电压制约，在给定电压下具有极限高度。目前针对自由微粒的研究中，宏观电气参数的研究很多，但是无法准确的判断微粒在GIS内的轨迹，了解微粒在GIS内运动轨迹，对于分析存在微粒缺陷的GIS系统的稳定性及控制方法具有重要意义。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，包括：/n计算微粒在起跳前的第一受力数据；其中，所述第一受力数据包括第一库仑力和重力；/n当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据；其中，所述第二受力数据包括第二库仑力、电场梯度力和气体粘滞力；/n根据所述微粒的所述第一受力数据及所述第二受力数据，构建微粒运行轨迹模型，并根据所述微粒运行轨迹模型绘制微粒运行轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，包括：
计算微粒在起跳前的第一受力数据；其中，所述第一受力数据包括第一库仑力和重力；
当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据；其中，所述第二受力数据包括第二库仑力、电场梯度力和气体粘滞力；
根据所述微粒的所述第一受力数据及所述第二受力数据，构建微粒运行轨迹模型，并根据所述微粒运行轨迹模型绘制微粒运行轨迹。


2.如权利要求1所述的GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，通过如下步骤判断所述微粒是否满足所述起跳条件：
判断施加在GIS上的工频电压是否达到预设的电压阈值；若所述工频电压达到所述电压阈值时，则认为所述微粒满足所述起跳条件；若所述工频电压未达到所述电压阈值时，则认为所述微粒不满足所述起跳条件。


3.如权利要求1所述的GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
预先根据GIS设备参数，由公式(1)获得电极间电场强度：



其中，E为所述电极间电场强度，U为施加在GIS上的工频电压有效值，R1为GIS外壳内半径，R2为GIS母线半径，x为所述微粒距GIS外壳距离。


4.如权利要求3所述的GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，所述计算微粒在起跳前的第一受力数据，具体包括：
根据公式(2)得到所述微粒的重力：



其中，G为所述微粒的重力，a为所述微粒的半径，ρ为微粒材料的密度，g为重力加速度；
预先将所述电极间电场强度中所述微粒距GIS外壳距离设置为x＝0；
根据所述电极间电场强度，由公式(3)得到所述微粒的第一库仑力：
Fq＝-kqE(3)
其中，Fq为所述第一库仑力，k为电镜像力引起的修正系数，q为所述微粒的带电量。


5.如权利要求4所述的GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，所述当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据，具体包括：
根据所述电极间电场强度，计算所述微粒的第二库仑力；
根据公式(4)得到所述微粒的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周福升，高超，黄若栋，杨芸，王国利，黎卫国，楚金伟，刘婉莹，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：发明
国别省市：广东;44