一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法

2023-04-24 20:48:51

一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法
【專利摘要】本發明涉及一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法，該方法包括下述步驟：1)確定交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係的特性曲線；2)確定不同模擬海拔高度下的海拔修正因數Ka；3)通過海拔修正因數Ka將模擬海拔下交流線路金具電暈放電電壓UH(i)與平原地區放電電壓Uo(i)相關聯，建立數學模型，找出滿足Uo(i)＝KaUH(i)的海拔修正因數Ka值；4)設定海拔修正因數Ka＝f(α,β,...,ζ)；5)確定α、β、...、ζ值；6)海拔修正不同結構型式交流線路金具電暈放電電壓。該方法可以提供滿足實際運行需求的線路金具尺寸和設計依據，同時為交流線路金具優化和改進工作提供基礎數據和參考，該方法對實際試驗結果修正偏差小，修正結果滿足交流線路金具電氣試驗需求。
【專利說明】—種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種交流輸電工程的修正方法，具體講涉及一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法。

【背景技術】
[0002]影響高壓輸電工程交流線路金具電暈放電電壓的因素有很多，如電極形狀及其表面光滑程度、汙穢程度等，以上為內部因素，在開展交流線路金具電暈試驗前，可以通過人為因素將這些影響減到最小。另外，電暈放電會受到周圍大氣條件，如空氣密度、溫度、溼度、風力等外部因素影響，其中空氣密度影響相對較大，海拔高度越高，空氣密度越小，空氣中電子平均自由行程越長，電暈起始電壓或起始電位梯度越小，且電暈放電水平或電暈強度會越大，從而電暈產生可聽噪聲和無線電幹擾越大。進行高海拔輸電工程交流線路金具設計時，需考慮海拔高度影響，利用合適海拔修正方法選擇能夠滿足高海拔運行要求的線路金具尺寸。
[0003]目前，交流線路金具電暈放電電壓的海拔修正方法有多種，但各種方法對實際試驗結果修正偏差較大，修正結果無法滿足交流線路金具電氣試驗需求，因此現有國家、國際標準推薦方法不適合作為線路金具通用的海拔修正方法。


【發明內容】

[0004]針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法，該方法可以提供滿足實際運行需求的線路金具尺寸和設計依據，同時為交流線路金具優化和改進工作提供基礎數據和參考，該方法對實際試驗結果修正偏差小，修正結果滿足交流線路金具電氣試驗需求。
[0005]本發明的目的是採用下述技術方案實現的:
[0006]本發明提供一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法，所述交流線路金具包括耐張屏蔽環、鐘罩式防振錘、音叉式防振錘、間隔棒和懸垂線夾，其改進之處在於，所述方法包括下述步驟:
[0007]I)確定交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係的特性曲線；
[0008]2)確定不同模擬海拔高度下的海拔修正因數Ka ；
[0009]3)建立滿足UJi) = K3Uh (i)的數學模型(數學模型指的是U。⑴=KaU11⑴以及下文涉及到的數學表達式包括偏微分方程等)，其中=UJi)為平原地區放電電壓；UH(i)為模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓；Ka為修正因數；
[0010]4)設定海拔修正因數Ka = f (α，β，…，ζ )，其中α、β、…、ζ均為待求係數(交流線路金具海拔修正因數擬合分析包括線性、指數擬合和多項式擬合等)；
[0011]5)確定待求係數α、β、…、ζ值;
[0012]6)海拔修正不同結構型式交流線路金具電暈放電電壓。
[0013]進一步地，所述步驟I)中，按照交流線路金具電暈試驗布置方法，將交流線路金具布置在模擬海拔高度的試驗線段上，用交流線路金具電暈放電特性，獲得交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係特性曲線；海拔高度範圍為0-4300m。
[0014]進一步地，所述步驟2)中，根據步驟I)所述的交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係特性曲線，以模擬平原地區試驗電壓值作為參考值，將不同模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓值除參考值，得到不同模擬海拔高度下的海拔修正因數
[0015]進一步地，所述步驟5)中，通過計算求解滿足下列偏微分方程的α、β、…、ζ值:
"? 2
^-=O

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2
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[0016]<—-—-= 0 ①。




2
-= 0
[0017]進一步地，所述步驟6)中，根據不同的α、β、...、ζ值海拔修正不同結構型式交流線路金具(不同結構型式指的是耐張屏蔽環、鐘罩式防振錘、音叉式防振錘、間隔棒和懸垂線夾這5種形式)電暈放電電壓。
[0018]與現有技術比，本發明達到的有益效果是:
[0019]本發明提供的交流線路金具電暈放電電壓的修正方法，以330kV交流輸電工程線路金具為說明對象，根據不同模擬海拔高度試驗結果進行數學建模分析，提出一種滿足
0-4300m海拔修正需求的通用修正方法，並結合具體算例加以闡述，利用該方法可以提供滿足實際運行需求的線路金具尺寸和設計依據，同時為交流線路金具優化和改進工作提供基礎數據和參考，且該方法對實際試驗結果修正偏差小，修正結果滿足交流線路金具電氣試驗需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發明提供的不同模擬海拔高度下屏蔽環電暈放電電壓試驗結果示意圖；
[0021]圖2是本發明提供的不同模擬海拔高度下防振錘電暈放電電壓試驗結果示意圖；
[0022]圖3是本發明提供的不同模擬海拔高度下間隔棒電暈放電電壓試驗結果示意圖；
[0023]圖4是本發明提供的不同模擬海拔高度下懸垂線夾電暈放電電壓試驗結果示意圖；
[0024]圖5是本發明提供的交流線路金具電暈放電電壓的修正方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0026]本發明提供的交流線路金具電暈放電電壓的修正方法的流程圖如圖5所示，具體實施步驟如下:
[0027]I)按照交流交流線路金具電暈試驗布置方法，將交流輸電工程線路金具布置在模擬試驗線段上，通過開展交流線路金具電暈放電特性試驗研究，獲得交流線路金具的電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係特性曲線；
[0028]2)根據電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係特性曲線，以模擬平原地區試驗電壓值作為參考值，將不同模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓值除該參考值，得到不同模擬海拔高度下的海拔修正因數Ka ；
[0029]3)通過海拔修正因數Ka將模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓UH(i)與平原地區放電電壓U。⑴相關聯，建立數學模型，找出滿足U。⑴=KaUH(i)的海拔修正因數1值；
[0030]4)設海拔修正因數& = f(a，β，...，ζ)(交流線路金具海拔修正因數擬合分析包括線性、指數擬合和多項式擬合等)；
[0031]5)通過計算求出滿足下列偏微分方程待求係數α、β、…、ζ值:
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、K
[0033]6)對應於不同結構型式交流線路金具電暈放電電壓的海拔修正，只需要選擇不同的α、β、…、ζ值即可。
[0034]實施例
[0035]通過在特高壓交流試驗基地環境氣候實驗室開展金具可見電暈試驗，選擇耐張屏蔽環、鐘罩式防振錘、音叉式防振錘、間隔棒和懸垂線夾5種不同類型交流輸電工程典型線路金具作為被試品，各試品電暈放電電壓試驗結果見圖1-圖4所示。其中:圖1是本發明提供的不同模擬海拔高度下屏蔽環電暈放電電壓試驗結果示意圖；圖2是本發明提供的不同模擬海拔高度下防振錘電暈放電電壓試驗結果示意圖；圖3是本發明提供的不同模擬海拔高度下間隔棒電暈放電電壓試驗結果示意圖；圖4是本發明提供的不同模擬海拔高度下懸垂線夾電暈放電電壓試驗結果示意圖。
[0036]從不同模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓和海拔高度關係曲線中看出，隨著海拔升高，電暈放電電壓呈下降趨勢，且不同類型交流線路金具均呈現相同規律。鑑於此，為說明方便，本發明在分析總結大量試驗數據基礎上，總結交流線路金具放電電壓隨海拔高度變化規律，給出適用於不同交流線路金具的通用海拔修正公式。
[0037]下面對交流線路金具海拔修正因數分析時採用指數擬合型式算例進行詳細闡述。根據擬合曲線表達式並經適當變換,給出海拔修正因數指數擬合型式數學表達式為:
[0038]Ka = Θ ePH/100°
[0039]其中，Ka為海拔修正因數；Θ、P為待求係數；e = 2.718 ;H為海拔高度，單位為m。
分別計算滿足下列偏微分方程組的Θ、P值:
r n 2
θΣ[υ0(?)-θβρΗυΗ(?)]
-= 0

δθ
[0040]<2
?Σ[υ0(?)-θβ^υΗ(?)]
-= 0
I6P
[0041]對應不同結構型式交流線路金具可以計算出相應待求係數，取各係數算數平均值後得出Θ = 1.004，P = 0.087。帶入相應係數後海拔因數指數型式數學表達式為:
[0042]Ka = 1.004e°._ (H 在 0_4300m 之間)；
[0043]採用該表達式後，通過對比分析試驗結果的修正誤差可知，對試驗研究所採用的耐張屏蔽環、鐘罩式防振錘、音叉式防振錘、間隔棒和懸垂線夾5種不同類型交流輸電工程典型交流線路金具電暈放電電壓修正誤差絕對值可以控制在5 %以內，修正結果優於現有國家、國際標準中推薦的海拔修正方法，推薦工程參考使用。
[0044]本發明提供一種交流輸電工程線路金具電暈放電電壓海拔修正方法，該方法是一種基於特高壓交流試驗基地環境氣候試驗室內開展的模擬海拔下交流線路金具電暈放電特性試驗數據提出的，可用於高海拔交流輸電工程線路金具設計與優化選型。
[0045]最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發明的權利要求保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種交流線路金具電暈放電電壓的修正方法，所述交流線路金具包括耐張屏蔽環、鐘罩式防振錘、音叉式防振錘、間隔棒和懸垂線夾，其特徵在於，所述方法包括下述步驟: 1)確定交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係的特性曲線； 2)確定不同模擬海拔高度下的海拔修正因數Ka; 3)建立滿足UJi)= K3Uh(i)的數學模型，其中山。(1)為平原地區放電電壓；UH(i)為模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓；Ka為修正因數； 4)設定海拔修正因數Ka= f(a，β，...，ζ)，其中α、β、…、ζ均為待求係數； 5)確定待求係數a、β、…、ζ值； 6)海拔修正不同結構型式交流線路金具電暈放電電壓。
2.如權利要求1所述的修正方法，其特徵在於，所述步驟I)中，按照交流線路金具電暈試驗布置方法，將交流線路金具布置在模擬海拔高度的試驗線段上，用交流線路金具電暈放電特性，獲得交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係特性曲線；海拔高度範圍為0-4300m。
3.如權利要求1所述的修正方法，其特徵在於，所述步驟2)中，根據步驟I)所述的交流線路金具電暈放電電壓與模擬海拔高度之間關係特性曲線，以模擬平原地區試驗電壓值作為參考值，將不同模擬海拔高度下交流線路金具電暈放電電壓值除參考值，得到不同模擬海拔高度下的海拔修正因數Ka。
4.如權利要求1所述的修正方法，其特徵在於，所述步驟5)中，通過計算求解滿足下列偏微分方程的ct、β、…、ζ值: 吃隊(/)-f(a，/U)C/, (/)j -= O
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5.如權利要求1所述的修正方法，其特徵在於，所述步驟6)中，根據不同的α、β、...、ζ值海拔修正不同結構型式交流線路金具電暈放電電壓。
【文檔編號】G01R31/12GK104316850SQ201410591628
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】曹晶, 張勤, 全姍姍, 梁進祥, 代靜, 汪英英, 谷莉莉, 許中 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院