三伞型盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法
【专利摘要】本发明公开一种三伞型盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法，以提高对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。所述三伞型盘形悬式绝缘子串包括串联的多个三伞型盘形悬式绝缘子，三伞型盘形悬式绝缘子包括伞状绝缘件、铁帽和钢脚，其中，伞状绝缘件包括帽形头部、第一伞体、第二伞体和第三伞体，帽形头部设置在伞状绝缘件的伞顶，第一伞体、第二伞体和第三伞体沿三伞型盘形悬式绝缘子的轴向依次排列且相连接，第一伞体与帽形头部相连接，第一伞体的外径大于第三伞体的外径，第三伞体的外径大于第二伞体的外径；铁帽套置在帽形头部上；钢脚设置在伞状绝缘件内。
【专利说明】
三伞型盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法
技术领域
[0001]本发明涉及高压电气组件技术领域，尤其涉及一种三伞型盘形悬式绝缘子串及其 表面电导率的计算方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在输电系统中，通常会设置三伞型盘形悬式绝缘子串，以支撑输电线路，并 增加线路与底面之间的爬电距离。通常，三伞型盘形悬式绝缘子串设置在室外，因而会受到 大风、覆冰、高温、污秽、应力等各方面的影响，三伞型盘形悬式绝缘子串的表面会积污，当 三伞型盘形悬式绝缘子串表面积污严重时，则易于发生闪络事故，危害输电系统的运行安 全。为保障输电系统的安全稳定运行，有必要对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能进行 仿真计算分析。对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能进行仿真计算分析时，通常需要涉 及到三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率。
[0003] 目前，三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率通常通过加载在三伞型盘形悬式绝 缘子串的表面上的电压、在三伞型盘形悬式绝缘子串的表面加载该电压时对应的泄漏电流 计算得到，而未考虑到三伞型盘形悬式绝缘子串的表面结构特性，即未考虑到三伞型盘形 悬式绝缘子串的整体形状系数，因而导致三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的准确性 较差，造成对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性较差，从而导 致根据仿真计算分析的结果制作形成的三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种三伞型盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方 法，用于提高对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高三伞 型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 本发明的第一方面提供一种三伞型盘形悬式绝缘子串，包括串联的多个三伞型盘 形悬式绝缘子，所述三伞型盘形悬式绝缘子包括伞状绝缘件、铁帽和钢脚，其中，所述伞状 绝缘件包括帽形头部、第一伞体、第二伞体和第三伞体，所述帽形头部设置在所述伞状绝缘 件的伞顶，所述第一伞体、所述第二伞体和所述第三伞体沿所述三伞型盘形悬式绝缘子的 轴向依次排列且相连接，所述第一伞体与所述帽形头部相连接，所述第一伞体的外径大于 所述第三伞体的外径，所述第三伞体的外径大于所述第二伞体的外径;所述铁帽套置在所 述帽形头部上;所述钢脚设置在所述伞状绝缘件内。
[0007] 本发明的第二方面提供一种三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法， 用于计算如上述技术方案所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率，所述三伞型盘形 悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法包括：
[0008] 步骤S100、构建所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型；
[0009] 步骤S200、根据所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，确定 所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F;
[0010] 步骤S600、构建所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇与所述三伞型盘形 悬式绝缘子串的整体形状系数F的关系模型；
[0011] 步骤S700、根据所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率与所述三伞型盘形 悬式绝缘子串的整体形状系数的关系模型、所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数 F，确定所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇。
[0012] 本发明提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，先构建三伞 型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，以确定三伞型盘形悬式绝缘子串的整 体形状系数F，然后构建三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率与三伞型盘形悬式绝缘子 串的整体形状系数的关系模型，以确定三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇,实现对 三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇的计算。因此，在本发明提供的三伞型盘形悬式 绝缘子串的表面电导率的计算方法中，考虑了三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F 对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇Q的影响，即考虑了三伞型盘形悬式绝缘子串的 表面结构特性对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇的影响，采用本发明提供的三伞 型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率 σ〇进彳丁计算时，可以提尚二伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇的准确性，从而提尚对二 伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高根据仿真计算分析后获 得的结果制作形成的三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。
【附图说明】
[0013] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0014] 图1为本发明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面示意图；
[0015] 图2为图1中单个三伞型盘形悬式绝缘子的结构示意图；
[0016] 图3为一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0017] 图4为另一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0018] 图5为又一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0019] 图6为再一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0020] 图7为一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0021 ]图8为另一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0022] 图9为又一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0023] 图10为再一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0024] 图11为本发明实施例提供的一种三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算 方法的流程图；
[0025] 图12为本发明实施例提供的另一种三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计 算方法的流程图；
[0026]图13为图12中步骤S300的具体实施流程图。
[0027] 附图标记：
[0028] 1-三伞型盘形悬式绝缘子，10-伞状绝缘件，
[0029] 11-第一伞体，12-第二伞体，
[0030] 13-第三伞体，20-铁帽。
【具体实施方式】
[0031]为了进一步说明本发明实施例提供的一种三伞型盘形悬式绝缘子串及其表面电 导率的计算方法，下面结合说明书附图进行详细描述。
[0032]请参阅图1和图2,本发明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串包括串联的多个 三伞型盘形悬式绝缘子1，三伞型盘形悬式绝缘子1包括伞状绝缘件10、铁帽20和钢脚，其 中，伞状绝缘件10包括帽形头部、第一伞体11、第二伞体12和第三伞体13,帽形头部设置在 伞状绝缘件10的伞顶，第一伞体11、第二伞体12和第三伞体13沿三伞型盘形悬式绝缘子1的 轴向依次排列且相连接，第一伞体11与帽形头部相连接，第一伞体11的外径大于第三伞体 13的外径，第三伞体13的外径大于第二伞体12的外径;铁帽20套置在帽形头部上;钢脚设置 在伞状绝缘件10内。
[0033] 举例来说，请参阅图1和图2,本发明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串包括 串联在一起的多个三伞型盘形悬式绝缘子1，每个三伞型盘形悬式绝缘子1包括伞状绝缘件 10、铁帽20和钢脚，其中，沿图2中的由上至下的方向，伞状绝缘件10包括帽形头部、第一伞 体11、第二伞体12和第三伞体13,即帽形头部设置在伞状绝缘件10的伞顶，帽形头部、第一 伞体11、第二伞体12和第三伞体13沿图2中的由上至下的方向依次设置，帽形头部与第一伞 体11连接，第二伞体12与第一伞体11连接，第三伞体13与第二单体12连接，且第一伞体11的 外径大于第三伞体13的外径，第三伞体13的外径大于第二伞体12的外径;铁帽20套置在帽 形头部上;钢脚设置在伞状绝缘件10内。
[0034] 本发明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串可以应用于直流输电系统中，以支 撑输送高压直流的输电线路，例如，支撑输送330kV的高压直流的输电线路，并保持较好的 绝缘性能，改善输电系统的运行安全性。
[0035]值得一提的是，上述实施例中，伞状绝缘件10可以是瓷绝缘件，即三伞型盘形悬式 绝缘子串为三伞型盘形悬式瓷绝缘子串，或者，伞状绝缘件10也可以是玻璃绝缘件，即三伞 型盘形悬式绝缘子串为三伞型盘形悬式玻璃绝缘子串，或者，伞状绝缘件10也可以是复合 绝缘件，即三伞型盘形悬式绝缘子串为三伞型盘形悬式复合绝缘子串。
[0036]请参阅图11，本发明实施例还提供一种三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的 计算方法，用于计算上述实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率，所述三伞 型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法包括：
[0037]步骤S100、构建三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型；
[0038]步骤S200、根据三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，确定三伞 型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F;
[0039] 步骤S600、构建三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇与三伞型盘形悬式绝缘 子串的整体形状系数F的关系模型；
[0040] 步骤S700、根据三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇与三伞型盘形悬式绝缘 子串的整体形状系数F的关系模型、三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，确定三伞 型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇。
[0041]本发明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，先构 建三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，以确定三伞型盘形悬式绝缘子 串的整体形状系数F，然后构建三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率与三伞型盘形悬式 绝缘子串的整体形状系数的关系模型，以确定三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇， 实现对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算。因此，在本发明实施例提供的三 伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，考虑了三伞型盘形悬式绝缘子串的整 体形状系数F对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇的影响，即考虑了三伞型盘形悬 式绝缘子串的表面结构特性对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇的影响，采用本发 明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法对三伞型盘形悬式绝 缘子串的表面电导率〇〇进行计算时，可以提高三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇的 准确性，从而提高对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高 根据仿真计算分析后获得的结果制作形成的三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。
[0042]另外，由于采用本发明实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计 算方法对三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇进行计算时，可以提高三伞型盘形悬式 绝缘子串的表面电导率〇〇的准确性，从而提高对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿 真计算分析的准确性，提高根据仿真计算分析后获得的结果制作形成的三伞型盘形悬式绝 缘子串的绝缘性能，因而可以提高输电系统的运行安全性。
[0043]在上述实施例中，三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型可以有 多种，例如，可以将三伞型盘形悬式绝缘子串的实际体积与三伞型盘形悬式绝缘子串的外 廓包容体的体积之间的比值作为三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F。
[0044] 在本发明实施例中，请参阅图12，步骤S100、构建三伞型盘形悬式绝缘子串的整体 形状系数F的计算模型包括：
[0045] 步骤S110、获取三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面；
[0046] 步骤S120、根据三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面，建立主直角坐标系，主直角 坐标系的X轴为三伞型盘形悬式绝缘子串的中心线，三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状 系数F的计算模型为
，其中，ds为沿三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向，三伞型盘 形悬式绝缘子串的表面的爬电距离的微段；2町为在ds内三伞型盘形悬式绝缘子串的外表 面的周长;L为三伞型盘形悬式绝缘子串的表面的积分路径。
[0047]具体实施时，请继续参阅图1，获取三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面后，建立 主直角坐标系，主直角坐标系的X轴为三伞型盘形悬式绝缘子串的轴线，例如，如图2所示， 主直角坐标系的X轴为三伞型盘形悬式绝缘子串的轴线，即三伞型盘形悬式绝缘子1的轴 线，且主直角坐标系的X轴的正方向为由铁帽20指向伞状绝缘件10的方向，主直角坐标系的 X轴分别穿过铁帽20的中心，主直角坐标系的Y轴与主直角坐标系的X轴垂直，主直角坐标系 的Y轴可以是沿三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向的任何位置，例如，主直角坐标系的Y轴可 以穿过其中一个三伞型盘形悬式绝缘子的铁帽20的中心，即主直角坐标系的原点位于其中 一个三伞型盘形悬式绝缘子的铁帽20的中心。完成主直角坐标系的建立后，则可以获得三 伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型：
[0048]
(1)
[0049] 式（1)中，ds为沿三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向，三伞型盘形悬式绝缘子串的表 面的爬电距离的微段，且s为X和y的函数，即 S = S(X，y);23iy为在ds内三伞型盘形悬式绝缘 子串的外表面的周长;L为三伞型盘形悬式绝缘子串的表面的积分路径。
[0050] 通过上述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，即可获取三伞 型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F。
[0051] 采用上述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，以获取三伞型 盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，考虑了三伞型盘形悬式绝缘子串的表面结构特征，与 将三伞型盘形悬式绝缘子串的实际体积与三伞型盘形悬式绝缘子串的外廓包容体的体积 之间的比值作为三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F相比，提高了三伞型盘形悬式 绝缘子串的整体形状系数F的准确度，从而进一步提高三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电 导率 〇Q的准确性，提高对三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性， 提高根据仿真计算分析后获得的结果制作形成的三伞型盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。 [0052]根据上述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，对三伞型盘形 悬式绝缘子串的整体形状系数F进行计算时，结合三伞型盘形悬式绝缘子串的结构特征，可 以先对三伞型盘形悬式绝缘子串中的单个三伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa进 行计算，然后确定三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F。
[0053]具体地，请继续参阅图12,步骤200、确定三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系 数F包括：
[0054] 步骤S300、确定三伞型盘形悬式绝缘子串的单个三伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子 形状系数Fa;
[0055] 步骤S400、获取三伞型盘形悬式绝缘子串中三伞型盘形悬式绝缘子的个数η;
[0056] 步骤S500、根据单个三伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa，确定三伞型盘 形悬式绝缘子串的整体形状系数F，其中，F = nFA。
[0057] 上述实施例中，进行步骤S300、确定三伞型盘形悬式绝缘子串的单个三伞型盘形 悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa时，可以根据三伞型盘形悬式绝缘子的结构特征进行获 取。
[0058]请继续参阅图1，从三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面可以看出，每个三伞型盘 形悬式绝缘子1中，伞状绝缘件10包括多个弧线段和多个直线段，因此，在获取单个三伞型 盘形悬式绝缘子1的绝缘子形状系数Fa时，可以将每个单个三伞型盘形悬式绝缘子1的伞状 绝缘件10分为多个弧线段和多个直线段，并对每段弧线段的弧线段形状系数f all和每段直 线段的直线段形状系数fal2分别进行计算，以获取单个三伞型盘形悬式绝缘子1的绝缘子形 状系数Fa。
[0059] 具体地，请参阅图13,获取单个三伞型盘形悬式绝缘子1的绝缘子形状系数Fa包 括：
[0060] 步骤S310、根据三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面，对每个弧线段建立对应的 辅助直角坐标系，辅助直角坐标系的原点为对应的弧线段的圆心；
[0061] 步骤S320、获取弧线段的半径Ral，获取辅助直角坐标系的原点在主直角坐标系中 的γ轴坐标ycml，获取弧线段靠近主直角坐标系的χ轴的端点在主直角坐标系中的γ轴坐标 yaii，获取弧线段远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Υ轴坐标yai2;
[0062] 步骤S330、根据弧线段的半径Ral、辅助直角坐标系的原点在主直角坐标系中的Y轴 坐标y〇al、弧线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标y all、弧线段 远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标yal2，确定弧线段的弧线段形 状系数fall;
[0063] 步骤S340、获取直线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐 标7313,获取直线段远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标y ai4,获取 直线段与主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角i3al，获取直线段在主直角坐标系中的X 轴上的投影的长度lal;
[0064] 步骤S350、根据直线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐 #yai3、直线段远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标y ai4、直线段与 主直角坐标系中的X轴的夹角^1、直线段在主直角坐标系中的X轴上的投影的长度lai，确定 直线段的直线段形状系数f al2;
[0065] 步骤S360、根据弧线段形状系数fall和直线段形状系数fal2，确定单个三伞型盘形 悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa，其中，Fa= Zfall+Sfal2。
[0066] 举例来说，以计算图1中左侧的单个三伞型盘形悬式绝缘子1的绝缘子形状系数Fa 为例进行详细说明，如图1所示，对图1中三伞型盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一 个弧线段建立对应的辅助直角坐标系，图3示出了左侧的三伞型盘形悬式绝缘子1的其中一 个弧线段建立对应的辅助直角坐标系，辅助直角坐标系的原点为弧线段的圆心，辅助直角 坐标系的原点在主直角坐标系中的Y轴坐标为y〇 al，弧线段位于辅助直角坐标系的第一象 限，弧线段的半径为Ral，弧线段具有左端点A、右端点B和中间点N，左端点A为弧线段远离X轴 的端点，右端点B为弧线段靠近X轴的端点，设定左端点A在主直角坐标系中的Y轴坐标为 yai2,右端点B在主直角坐标系中的Y轴坐标Syaii，中间点N在主直角坐标系中的Y轴坐标为 y，假定弧线段上有一个动点，该动点由左端点A沿着弧线段移动到中间端点N，此时，该动点 移动的弧长为：
[0067] Sall = Ral(wA-WN) (2)
[0068] 其中，
[0071] 将式(3)和式(4)代入式(2)中，可以得到：
[0069] ⑴
[0070] (4 )
[0072；
( 5 ).
[0073] 将式(5)代入式(1)中，则可以得到弧线段形状系数fall为：
[0074]
⑷
[0075] 同理，如图4所示，当弧线段位于辅助直角坐标系的第二象限时，辅助直角坐标系 的原点为弧线段的圆心，辅助直角坐标系的原点在主直角坐标系中的Y轴坐标为y〇al，弧线 段的半径为Ral，弧线段远离X轴的端点A在主直角坐标系中的Y轴坐标为yal2，弧线段靠近X轴 的端点A在主直角坐标系中的Y轴坐标Sy aii，弧线段上的中间点N在主直角坐标系中的Y轴 坐标为y，假定弧线段上有一个动点，该动点由左端点A沿着弧线段移动到中间端点N，此时， 该动点移动的弧长为：
[0076] Sail = Ral (wn-wa) (7)
[0077] 其中，
[0078] ( 8 )
[0079] (9)
[0080] 将式(8)和式(9)代入式(7)中，可以得到：
[0081 ]
(1.0)
[0082] 将式(10)代入式(1)中，则可以得到弧线段形状系数匕::为：
[0083]( 1 【） yaw..y^ J 1
，仙 1
[0084] 同理，采用上述推导方式，可以得知，弧线段位于辅助直角坐标系的第一象限或辅助直 角坐标系的第三象限时，如图3和图5所示，弧线段形状系数
弧线段位于辅助直角坐标系的第二象限或辅助官角坐标系的第四象限时，如图4和图6所 示，弧线段的弧线段形状系数
[0085]以对图1中左侧的单个三伞型盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个直线 段为例进行说明，图7示出了三伞型盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个直线段， 直线段与主直角坐标系的X轴的夹角为i3 al，且直线段与主直角坐标系的X轴的夹角i3al< 90°，直线段具有靠近主直角坐标系的X轴的端点C、远离主直角坐标系的X轴的端点D以及位 于直线段上的中间点Μ，靠近主直角坐标系的X轴的端点C在主直角坐标系中的Y轴坐标为 yai3,远离主直角坐标系的X轴的端点D在主直角坐标系中的Υ轴坐标Syai4,位于直线段上的 中间点Μ在主直角坐标系中的Y轴坐标为y，假定直线段上有一个动点，该动点由端点C沿着 直线段移动到直线段的中间端点M，即该动点由直线段的一个端点沿着直线段朝向主直角 坐标系的X轴的正方向移动，移动至直线段的中间端点M，此时，该动点移动的弧长为：
[0086]
(12)
[0087] 将式(12)代入式(1)中，则可以得到直线段形状系数fal2为：
[0088]
( 13 )
[0089] 相应地，图8示出了钟罩型盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个直线段， 直线段与主直角坐标系的X轴的夹角为i3al，且直线段与主直角坐标系的X轴的夹角i3 al> 90°，直线段具有靠近主直角坐标系的X轴的端点C、远离主直角坐标系的X轴的端点D以及位 于直线段上的中间点Μ，靠近主直角坐标系的X轴的端点C在主直角坐标系中的Y轴坐标为 yai3,远离主直角坐标系的X轴的端点D在主直角坐标系中的Υ轴坐标Syai4,位于直线段上的 中间点Μ在主直角坐标系中的Y轴坐标为y，假定直线段上有一个动点，该动点由端点D沿着 直线段移动到直线段的中间端点M，即该动点由直线段的一个端点沿着直线段朝向主直角 坐标系的X轴的正方向移动，移动至直线段的中间端点M，此时，该动点移动的弧长为：
[0090]
'(.14):
[0091] 将式（14)代入式（1)中，则可以得到直线段形状系数fal2为：
[0092]
.(15.) . 厂 ai ^ α??
[0093] 同理，采用上述推导方式，分别对图7至图10中的各种形状的直线段的直线段形状 系数fal2进行计算，可以得知，当直线段与主直角坐标系中的X轴的夹角满足:知<90°时，如 图7所示，直线段的直线段形状系
当直线段与主直角坐标系中的X 轴的夹角满足jal>90°时，如图8所示，直线段的直线段形状系数
当直线段与主直角坐标系中的X轴的夹角满足:i3al = 90°时，如图9所示，直线段的直线段形 状系_;当直线段与主直角坐标系中的X轴的夹角满足:i3al = 〇°时，如图10
αιο 所示，直线段的直线段形状系数
[0094]值得一提的是，获取单个三伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa时，获取弧 线段的弧线段形状系数fall和获取直线段的直线段形状系数fal2的顺序可以是:先获取弧线 段形状系数f all，再获取直线段形状系数fal2，或者，先获取直线段形状系数fal2，再获取弧线 段形状系数f all。
[0095] 在上述实施例中，三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇与三伞型盘形悬式绝 缘子串的整体形状系数F的关系模型可以为：
[0096]
(16)
[0097] 式（16)中，U为加载在三伞型盘形悬式绝缘子串的表面上的电压，I为在三伞型盘 形悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流。
[0098] 请继续参阅图12，步骤S700、确定三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇包括： [0099]步骤S710、获取加载在三伞型盘形悬式绝缘子串的表面上的电压U;
[0100]步骤S720、获取在三伞型盘形悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流I; [0101]步骤S730、根据加载在三伞型盘形悬式绝缘子串的表面上的电压U、在三伞型盘形 悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流I和三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系 数F，确定三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇。
[0102]为了进一步说明上述实施例提供的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计 算方法，下面以计算XZSP-550产品的表面电导率为例进行详细说明。
[0103] XZSP-550产品包括串联在一起的十七个三伞型盘形悬式绝缘子，经计算得到：单 个三伞型盘形悬式绝缘子中，弧线段形状系数f all为〇. 4512，直线段形状系数fal2为0.3020， 因此，单个三伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa为0.7532。
[0104] 根据上述结果，可以确定三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F为12.8044。
[0105] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多 个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0106] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种三伞型盘形悬式绝缘子串，其特征在于，包括串联的多个三伞型盘形悬式绝缘 子，所述三伞型盘形悬式绝缘子包括伞状绝缘件、铁帽和钢脚，其中，所述伞状绝缘件包括 帽形头部、第一伞体、第二伞体和第三伞体，所述帽形头部设置在所述伞状绝缘件的伞顶， 所述第一伞体、所述第二伞体和所述第三伞体沿所述三伞型盘形悬式绝缘子的轴向依次排 列且相连接，所述第一伞体与所述帽形头部相连接，所述第一伞体的外径大于所述第三伞 体的外径，所述第三伞体的外径大于所述第二伞体的外径;所述铁帽套置在所述帽形头部 上;所述钢脚设置在所述伞状绝缘件内。2. -种三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，用于计算如权利要求1所 述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率，其特征在于，所述三伞型盘形悬式绝缘子串 的表面电导率的计算方法包括： 步骤SlOO、构建所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型； 步骤S200、根据所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，确定所述 三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F; 步骤S600、构建所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率与所述三伞型盘形悬式 绝缘子串的整体形状系数F的关系模型； 步骤S700、根据所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率与所述三伞型盘形悬式 绝缘子串的整体形状系数的关系模型、所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，确 定所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇。3. 根据权利要求2所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于，所述步骤SlOO包括： 步骤S110、获取所述三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向截面； 步骤S120、根据所述轴向截面，建立主直角坐标系，所述主直角坐标系的X轴为所述三 伞型盘形悬式绝缘子串的轴线，所述整体形状系数F的计算模型为：，其中，ds为 沿所述三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向，所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面的爬电距离 的微段；2町为在ds内所述三伞型盘形悬式绝缘子串的外表面的周长;L为所述三伞型盘形 悬式绝缘子串的表面的积分路径。4. 根据权利要求3所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于，所述步骤S200包括： 步骤S300、确定所述三伞型盘形悬式绝缘子串的单个三伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子 形状系数Fa; 步骤S400、获取所述三伞型盘形悬式绝缘子的个数η; 步骤S500、根据所述绝缘子形状系数Fa，确定所述整体形状系数F，其中，F = nFA。5. 根据权利要求4所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于，沿所述三伞型盘形悬式绝缘子串的轴向，所述三伞型盘形悬式绝缘子的伞状绝缘件 包括多个弧线段和多个直线段，所述步骤S300包括： 步骤S310、根据所述轴向截面，对每个所述弧线段建立对应的辅助直角坐标系，所述辅 助直角坐标系的原点为对应的所述弧线段的圆心； 步骤S320、获取所述弧线段的半径Ral，获取所述辅助直角坐标系的原点在所述主直角 坐标系中的Y轴坐标y〇al，获取所述弧线段靠近所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主直 角坐标系中的Y轴坐标yall，获取所述弧线段远离所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主 直角坐标系中的Y轴坐标y ai2; 步骤S320、根据所述半径Rai、所述Y轴坐标y〇ai、所述Y轴坐标yaii、所述Y轴坐标y ai2,确定 所述弧线段的弧线段形状系数匕::； 步骤S340、获取所述直线段靠近所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主直角坐标系 中的Y轴坐标yal3,获取所述直线段远离所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主直角坐标 系中的Y轴坐标y al4,获取所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角i3al， 获取所述直线段在所述主直角坐标系中的X轴上的投影的长度I al; 步骤S350、根据所述Y轴坐标yai3、所述Y轴坐标yai4、所述夹角^1、所述长度l ai，确定所述 直线段的直线段形状系数fal2; 步骤S360、根据所述弧线段形状系数fall和所述直线段形状系数fal2，确定单个所述三 伞型盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa，其中，Fa= Σ f all+Σ f al2。6. 根据权利要求5所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于，所述弧线段位于所述辅助直角坐标系的第一象限或第三象限时，所述弧线段形状系所述弧线段位于所述辅助直角坐标系的第二象限或第四象限时，所述弧线段形状系数7. 根据权利要求5所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于， 所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角i3al<90°时，所述直线段所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角i3 al>90°时，所述直线段所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角i3 al = 90°时，所述直线段所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角i3 al = 〇°时，所述直线段8. 根据权利要求1所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于，所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率σ〇与所述三伞型盘形悬式绝缘子串的整 体形状系数F的关系模型为，U为加载在所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面上 的电压，I为在所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流。9.根据权利要求8所述的三伞型盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征 在于，所述步骤S700包括： 步骤S710、获取加载在所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面上的电压U; 步骤S720、获取在所述三伞型盘形悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流I; 步骤S730、根据所述电压U、所述泄漏电流I和所述整体形状系数F，确定所述三伞型盘 形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇。
【文档编号】H01B17/04GK105931764SQ201610285168
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】厉天威, 刘磊, 王程嘉, 罗兵, 李敏, 李斌, 唐力, 韩永霞, 张秋实
【申请人】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电网技术研究中心, 华南理工大学