一种风沙环境下介质击穿电压计算方法技术

本发明专利技术公开了一种风沙环境下介质击穿电压计算方法，属于高电压与绝缘技术领域，以解决现有技术中缺乏对风沙介质击穿电压的定量计算方式，更无法有效预测，引起在风沙环境下系统外绝缘设计、配合与防护工作没有指导数据的问题。方法包括建立板

【技术实现步骤摘要】
一种风沙环境下介质击穿电压计算方法


[0001]本专利技术属于高电压与绝缘
，具体涉及一种风沙环境下介质击穿电 压计算方法。

技术介绍

[0002]电力系统是国家能源供应的基本保障，高速铁路承担着国家交通输 运的重大任务，他们的安全运行与快速发展是国民经济持续增长和国家 综合实力提升的有力保障。
[0003]我国西北地区复杂恶劣的气候环境，使处在其中的输电线路外绝缘长 期暴露在风沙环境中，容易引发异常闪络，进而严重威胁输电线路的安全 可靠性。兰新高铁由于地处西北，途径众多风区和戈壁沙漠，常年出现强 风沙天气，这使得车顶外绝缘设备完全暴露在强风沙环境中，引发外绝缘 放电导致列车停电/停运等故障频发，给列车安全运行带来严重威胁。
[0004]针对这一特殊地理区域的特殊问题，国内外研究人员以试验和仿真为 主的模式，针对风沙环境下间隙击穿、绝缘闪络、电晕放电以及气固两相 体放电进行了大量研究，这些研究为定性分析强风沙介质放电特性及机理 提供了很好的基础。
[0005]但是由于目前风沙环境下介质击穿机制尚不明确，气流/沙尘综本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风沙环境下介质击穿电压计算方法，其特征在于：该方法为以下步骤：步骤1：建立板
‑
板电极均匀场间隙风沙介质击穿对象；步骤2：应用强化偶极子模型来计算球形沙粒所形成的等效电场E
0c
和其表面最大电场E
max
；步骤3：计算由沙粒畸变电场、放电路径偏转、部分电子吹离、气体密度变化及沙粒电荷捕获所形成的平均电离系数；该环节分又为2个步骤：步骤3.1：计算由沙粒畸变电场、放电路径偏转、部分电子吹离和气体密度变化所形成的电离系数；步骤3.2：在步骤3的基础上进一步计算由沙粒电荷捕获所形成的平均电离系数；步骤4：计算风沙环境下均匀场中介质击穿电压。2.如权利要求1所述的一种风沙环境下介质击穿电压计算方法，其特征在于：步骤1所述的板
‑
板电极均匀场间隙风沙介质击穿对象为：由金属板构成一组板
‑
板电极，电压外加于板
‑
板电极两端，气流方向垂直于电场方向或板
‑
板轴线方向，沙粒球形均匀分布于板
‑
板电极中间。3.如权利要求1所述的一种风沙环境下介质击穿电压计算方法，其特征在于：步骤2中球形沙粒所形成的等效电场E
0c
和其表面最大电场E
max
的强化偶极子模型为：将沙粒处于一等效电场E
0c
中，此时沙粒受到的等效电场E
0c
为外电场和其余沙粒产生的电场之和，这一等效电场可通过下式计算：沙粒表面最大电场为：E
0c
是由沙粒畸变电场所引起的等效电场；ε
i
为沙粒介电常数，ε
e
环境介电常数；R为沙粒半径，h为沙粒之间的间距。4.如权利要求1所述的一种风沙环境下介质击穿电压计算方法，其特征在于：步骤3.1中的平均电离系数1是考虑由沙粒畸变电场、放电路径偏转、部分电子吹离和气体密度变化所形成的平均电离系数，计算方式如下：3.1.1计算考虑沙粒畸变电场和放电路径偏转所形成的电离系数，算式如下：
其中，θ是电子移动路径沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：康永强，史志鹏，张庆平，李帅兵，李宏伟，董海鹰，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：