固-油混合式高压电缆-GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种固

【技术实现步骤摘要】
固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法


[0001]本专利技术涉及一种仿真方法，具体涉及一种固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法。

技术介绍

[0002]高压电缆
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GIS终端是气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgears,GIS)的重要部件之一，其可靠性直接影响GIS设备的安全运行。固
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油混合式高压电缆
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GIS终端是电缆
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GIS出线广泛采用的一种形式。通常，固
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油混合式高压电缆
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GIS终端安装在GIS母线末端，其金属外壁阻挡了内部电磁波的传播，固
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油混合式高压电缆
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GIS终端本体中的同轴绝缘部件是电磁波向外传播的理想通道，然而，固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电的巡检和检测是本领域的难题。
[0003]因此，提出一种固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，指导终端内部放电源的巡检和检测，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，以解决无法确定固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特征，难以准确指导现场传感器布置的问题。
[0005]本专利技术提供了一种固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，包括如下步骤：
[0006]S1：构建固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型；
[0007]S2：对所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型进行仿真初始设置，其中，所述仿真初始设置包括对所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型进行网格初始化和自适应子网格划分、仿真激励源设置及电场和磁场观测点设置；
[0008]S3：仿真分析，得到不同激励源条件下各观测点的电场和磁场的时域变化、电磁场能量的分布及电磁波的传播路径及不同放电条件下电磁场的传播特征。
[0009]优选，S1中，所述三维模型基于三维制图软件构建。
[0010]进一步优选，S1中构建固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型具体为：根据所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的结构及相应电气材料参数构建其三维模型，其中，所述结构包括导杆、环氧树脂绝缘子、应力锥、环氧树脂套管、锥托、安装法兰、套管内部油介质、金属插接件、屏蔽罩、紧固压力法兰，各结构的电气参数根据材料手册相关电气参数设置，所述电气参数包括电导率、磁导率及介电常数。
[0011]进一步优选，S2中，所述网格初始化和自适应子网格划分在基于时域有限差分法的电磁全波仿真软件里进行。
[0012]进一步优选，S2中，自适应子网格划分采用可变多面体基本单元。
[0013]进一步优选，S2中，所述仿真激励源包括不同放电强度的不同幅值、不同脉宽的仿真激励源。
[0014]进一步优选，S2中，所述电场和磁场观测点对称设置在固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的底部的外部空间。
[0015]进一步优选，S2中，结合工频电压下六氟化硫气体、环氧树脂固体表面和变压器油中局部放电信号时域特性设置仿真激励源。
[0016]进一步优选，S3具体包括如下步骤：
[0017]通过时域有限差分法仿真电磁波时域传播过程，得到不同激励源条件下各观测点的电场和磁场的时域变化；
[0018]利用各观测点的电场和磁场的时域变化数据计算坡印廷矢量的变化趋势，即电磁场能量的分布及电磁波的传播路径；
[0019]通过对比不同激励源条件下的电场和磁场的时域变化规律，得到不同放电条件下电磁场的传播特征，其中，所述电磁场的传播特征包括频域分布、向外泄露电磁波的辐射频率截止特征。
[0020]本专利技术提供的固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，包括固
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油混合式高压电缆
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GIS终端三维模型的构建、仿真初始设置、仿真结果分析三个部分。该方法通过时域有限差分法可精确模拟固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电信号的传播路径和频谱特征，得到该类信号全面、准确的高频电磁场辐射特性，以指导现场针对固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电的局部放电检测装置安装和使用，提高检测和维护水平。
具体实施方式
[0021]下面将结合具体的实施方案对本专利技术专利进行进一步的解释，但不局限本专利技术专利。
[0022]本专利技术提供了一种固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，包括如下步骤：
[0023]S1：构建固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型；
[0024]其中，所述三维模型基于三维制图软件构建，具体地：根据所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的结构及相应电气材料参数构建其三维模型，其中，所述结构包括导杆、环氧树脂绝缘子、应力锥、环氧树脂套管、锥托、安装法兰、套管内部油介质、金属插接件、屏蔽罩、紧固压力法兰，各结构的电气参数根据材料手册相关电气参数设置，所述电气参数包括电导率、磁导率及介电常数。
[0025]S2：对所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型进行仿真初始设置；
[0026]S21：对所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型进行网格初始化和自适应子网格划分，其中，所述网格初始化和自适应子网格划分在基于时域有限差分法的电磁全波仿真软件里进行；
[0027]由于固
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油混合式高压电缆
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GIS终端结构紧凑且实际尺寸较大，网格初始化和自适应子网格划分能够保证每个结构都被完整的剖分，自适应网格划分采用可变多面体基本单元，可准确模拟多层薄壳结构，可以减少不必要的精细化网格，保证计算速度、计算精度
和数值稳定性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构建固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型；S2：对所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型进行仿真初始设置，其中，所述仿真初始设置包括对所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型进行网格初始化和自适应子网格划分、仿真激励源设置及电场和磁场观测点设置；S3：仿真分析，得到不同激励源条件下各观测点的电场和磁场的时域变化、电磁场能量的分布及电磁波的传播路径及不同放电条件下电磁场的传播特征。2.按照权利要求1所述的固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，其特征在于：S1中，所述三维模型基于三维制图软件构建。3.按照权利要求1所述的固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，其特征在于：S1中构建固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的三维模型具体为：根据所述固
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油混合式高压电缆
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GIS终端的结构及相应电气材料参数构建其三维模型，其中，所述结构包括导杆、环氧树脂绝缘子、应力锥、环氧树脂套管、锥托、安装法兰、套管内部油介质、金属插接件、屏蔽罩、紧固压力法兰，各结构的电气参数根据材料手册相关电气参数设置，所述电气参数包括电导率、磁导率及介电常数。4.按照权利要求1所述的固
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油混合式高压电缆
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GIS终端内部放电高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，杨长龙，孔庆江，刘莹，白晗，吴兴林，张忠瑞，张冬雪，王晨，曹琦，孙柏强，韩旭，刘鑫，聂佳伦，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：