一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法及系统技术方案

本申请公开了一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法及系统。其中，该方法包括：测量地面合成电场强度；根据试验导线的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的地面合成电场强度测量仪所在位置的标称电场强度；对比不同电压下的标称电场强度和实际测量得到的地面合成电场强度，当地面合成电场强度与标称电场强度的电场强度差值大于预定数值时，将相应的电压确定为视在起晕电压；根据视在起晕电压确定特定电压，测量特定电压下的地面特定位置处的特定合成电场强度；测量空气中的离子迁移率；根据地面特定位置处的特定合成电场强度以及离子迁移率，通过迭代计算确定导线表面起晕场强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法及系统
本申请涉及电力系统
，特别是涉及一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法及系统。
技术介绍
研究高压直流线路导线起晕场强对直流线路电磁环境的预测具有重要意义，尤其是对于直流合成电场的预测，导线起晕场强的准确与否具有关键作用。目前在预测导线的起晕场强方面，国内外普遍使用Peek公式，该公式形式如下式中，Eon为导线的起晕场强；m是反映导线表面状况的粗糙系数，为一个不大于1的正数；r为导线半径；δ为空气相对密度。该公式形式简单，只需给出导线半径就可以计算导线表面起晕场强，因此在工程上得到了广泛应用。但Peek公式的得出是通过试验得到的，试验时采用的是光滑圆柱导线，相当于m＝1的情况，由于实际输电线路的导线一般采用绞线，绞线在制造和线路架设过程中可能造成一些伤痕，此外导线表面的油脂、污垢、尘埃、水滴等也会使导线表面变得粗糙，所以，实际导线起晕场强往往比光滑导线的起晕场强低的多。为此国内外研究人员虽然就实际输电线路导线起晕场强开展了大量的试验研究，但由于采用的试验方法和判据多种多样，如目测法、紫外光子计数法、电晕脉冲法以及电流—电压曲线拟合法等，导致不同研究方法得到的导体起晕场强并不相同。同时，以上的研究都没有将起晕场强与直流地面合成电场作为一个统一的整体开展研究，因此得到的导线起晕场强与直流地面合成电场计算中所使用的起晕场强差距较大。针对上述的现有技术中存在的通过试验得到的起晕场强没有将起晕场强与直流地面合成电场作为一个统一的整体开展研究，因此得到的导线起晕场强与直流地面合成电场计算中所使用的起晕场强差距较大的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法及系统，以至少解决现有技术中存在的通过试验得到的起晕场强没有将起晕场强与直流地面合成电场作为一个统一的整体开展研究，因此得到的导线起晕场强与直流地面合成电场计算中所使用的起晕场强差距较大的技术问题。根据本公开实施例的一个方面，提供了一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法，包括：测量地面合成电场强度E1；根据试验导线的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的地面合成电场强度测量仪所在位置的标称电场强度E2；对比不同电压下的标称电场强度E2和实际测量得到的地面合成电场强度E1，当所述地面合成电场强度E1与所述标称电场强度E2的电场强度差值大于预定数值时，将相应的电压确定为视在起晕电压U1；根据所述视在起晕电压U1确定特定电压，测量所述特定电压下的地面特定位置处的特定合成电场强度E3；测量空气中的离子迁移率；根据地面特定位置处的特定合成电场强度E3以及所述离子迁移率，确定导线表面起晕场强。根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种基于合成电场计算导线起晕场强的系统，包括：测量地面合成电场强度模块，用于测量地面合成电场强度E1；计算标称电场强度模块，用于根据试验导线的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的地面合成电场强度测量仪所在位置的标称电场强度E2；确定视在起晕电压模块，用于对比不同电压下的标称电场强度E2和实际测量得到的地面合成电场强度E1，当所述地面合成电场强度E1与所述标称电场强度E2的电场强度差值大于预定数值时，将相应的电压确定为视在起晕电压U1；测量特定合成电场强度模块，用于根据所述视在起晕电压U1确定特定电压，测量所述特定电压下的地面特定位置处的特定合成电场强度E3；测量离子迁移率模块，用于测量空气中的离子迁移率；确定起晕场强模块，用于根据地面特定位置处的特定合成电场强度E3以及所述离子迁移率，确定导线表面起晕场强。在本专利技术中，根据直流输电线路地面合成电场测量结果通过理论迭代计算获得，具有简便易行和准确度高的优点。根据直流输电线路下的地面合成电场测试结果，结合理论计算确定直流输电线线路的导线表面起晕场强，根据该方法确定的导线起晕场强在预测直流合成电场方面具有较高的准确度。为我国直流输电线路地面合成电场准确预测提供了依据，可保证输电线路地面合成电场水平能更好地满足环境保护要求。附图说明此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1是根据本公开实施例所述的一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法的流程示意图；图2是根据本公开实施例所述的直流试验导线与合成电场强度测量仪的布置方式示意图；图3是根据本公开实施例所述的标称电场强度和合成电场强度随电压变化曲线；图4是根据本公开实施例所述的计算得到地面合成电场分布曲线与实际测量结果的比较的示意图；图5是根据本公开实施例所述的一种基于合成电场计算导线起晕场强的系统的示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。根据本申请的第一个方面，提供了一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法100。参考图1所示，该方法包括：S102:测量地面合成电场强度E1；S104:根据试验导线的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的地面合成电场强度测量仪所在位置的标称电场强度E2；S106:对比不同电压下的标称电场强度E2和实际测量得到的地面合成电场强度E1，当所述地面合成电场强度E1与所述标称电场强度E2的电场强度差值大于预定数值时，将相应的电压确定为视在起晕电压U1；S108:根据所述视在起晕电压U1确定特定电压，测量所述特定电压下的地面特定位置处的特定合成电场强度E3；S110:测量空气中的离子迁移率；S112:根据地面特定位置处的特定合成电场强度E3以及所述离子迁移率，确定导线表面起晕场强。具体地，一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法包括以下步骤：(1)在试验线段上架设试验导线，在导线上从0开始施加直流电压，在沿导线长度方向的中央位置，沿垂直导线方向，在线路下方地面特定位置处布置合成电场强度测量仪，测量地面处的合成电场强度E1。(2)根据试验线段的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的地面合成电场强度测量仪所在位置的标称电场强度E2。(3)对比不同电压下的标称电场强度E2和实际测量得到的地面合成电场强度E1，当E1-E2大于某个规定值时，记录对应的电压为视在起晕电压U1。(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法，其特征在于，包括：/n测量地面合成电场强度E1；/n根据试验导线的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的标称电场强度E2；/n对比不同电压下的标称电场强度E2和实际测量得到的地面合成电场强度E1，当所述地面合成电场强度E1与所述标称电场强度E2的电场强度差值大于预定数值时，将相应的电压确定为视在起晕电压U1；/n根据所述视在起晕电压U1确定特定电压，测量所述特定电压下的地面特定位置处的特定合成电场强度E3；/n测量空气中的离子迁移率；/n根据地面特定位置处的特定合成电场强度E3以及所述离子迁移率，确定导线表面起晕场强。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于合成电场计算导线起晕场强的方法，其特征在于，包括：
测量地面合成电场强度E1；
根据试验导线的结构参数和架设的导线型式参数，计算不同电压下的标称电场强度E2；
对比不同电压下的标称电场强度E2和实际测量得到的地面合成电场强度E1，当所述地面合成电场强度E1与所述标称电场强度E2的电场强度差值大于预定数值时，将相应的电压确定为视在起晕电压U1；
根据所述视在起晕电压U1确定特定电压，测量所述特定电压下的地面特定位置处的特定合成电场强度E3；
测量空气中的离子迁移率；
根据地面特定位置处的特定合成电场强度E3以及所述离子迁移率，确定导线表面起晕场强。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据地面特定位置处的特定合成电场强度E3以及所述离子迁移率，确定每导线表面起晕场强，包括：
确定导线表面起晕场强初值；
根据所述离子迁移率，计算出地面特定位置处的合成电场强度E4；
将所述特定合成电场强度E3与所述合成电场强度E4进行比较，确定相对误差；
若所述相对误差大于预定误差值δ，则改变起晕场强初值；
当相对误差小于规定值δ，则将当前起晕场强值确定为导线的真实起晕场强值。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述离子迁移率，计算出地面特定位置处的合成电场强度E4，包括：
根据所述离子迁移率，采用模拟电荷法、逐次镜像法或者有限元法，计算出地面特定位置处的合成电场强度E4。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
采用单极架设、单回水平架设或者单回垂直架设的方式，在试验线段上架设导线。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量空气中的离子迁移率，包括：
通过电压-电流曲线法、脉冲法或者迁移管法，测量空气中的离子迁移率。


6.一种基于合成电场计算导线起晕场强的系统，其特征在于，包括：
测量地面合成电场强度模块，用于测量地面合成电场强度E1；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵录兴，吴桂芳，谢莉，白锋，何堃，王建，曹方圆，金铭，杨志超，刘元庆，林珊珊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网新疆电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11