确定防雷绝缘子的交流污闪电压的方法与流程

1.本发明涉及一种确定污闪电压的方法，尤其涉及一种确定防雷绝缘子的交流污闪电压的方法。


背景技术：

2.为防止雷击对输电线路设备和安全运行造成损害，诸如并联间隙和氧化锌避雷器等防雷设备得到广泛的应用，但其通常与绝缘子配合使用形成一种新型防雷绝缘子，新型防雷绝缘子存在绝缘配合是否合理，以及污秽条件下闪络等问题，为了解决新型防雷绝缘子的闪络问题，需要准确确定出该绝缘子的交流污闪电压，然后根据交流污闪电压来对该新型绝缘子的结构等进行优化处理，但是，现有技术中，对于这些新型防雷绝缘子的污闪电压的确定准确性低，而且效率低，不能准确指导防污工作。
3.因此，为了解决上述技术问题，继续提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种确定防雷绝缘子的交流污闪电压的方法，能够对防雷绝缘子的交流污闪电压进行准确的确定，而且确定过程简单，效率高，从可以准确指导输电线路防雷绝缘子的选型以及优化设计，准确指导绝缘子防污措施的制定，确保电网安全稳定运行。
5.本发明提供的一种确定防雷绝缘子的交流污闪电压的方法，包括以下步骤：
6.s1.向防雷绝缘子施加电压u；
7.s2.判断防雷绝缘子是否达到闪络条件，如是，则当前施加的电压u就为交流污闪电压；如否，则进入步骤s3；
8.s3.确定防雷绝缘子表面剩余污层的电压梯度e
p
和电弧弧柱中的电压梯度e
arc
，并进入步骤s4；
9.s4.当e
p
≤e
arc
时，控制电压u增加设定的步长并返回步骤s1中。
10.进一步，步骤s3中，电压梯度e
p
通过如下公式计算：
11.其中，a和n均为反映电弧特性的常数，r为绝缘子表明剩余污层电阻。
12.进一步，通过如下公式计算电压梯度e
arc
：
13.e
arc
＝ai-n
；其中，i为防雷绝缘子的泄漏电流。
14.进一步，通过如下方法确定泄漏电流i:
15.构建泄漏电流i的计算模型：
16.17.其中：x为电弧长度，r
si
为绝缘子的绝缘段沿面剩余污层电阻，r
_a
为绝缘子避雷器阀片电阻，r
sa
为绝缘子的避雷器段沿面剩余污层电阻；
18.采用牛顿-割线法求解泄漏电流i。
19.进一步，当e
p
＞e
arc
时，且满足交流电弧重燃条件时，则令电弧长度x增加vdt并代入至泄漏电流计算模型中，并重新求解泄漏电流i。
20.本发明的有益效果：通过本发明，能够对防雷绝缘子的交流污闪电压进行准确的确定，而且确定过程简单，效率高，从可以准确指导输电线路防雷绝缘子的选型以及优化设计，准确指导绝缘子防污措施的制定，确保电网安全稳定运行。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
22.图1为本发明的流程图。
23.图2为本发明中新型防雷绝缘子的结构示意图。
具体实施方式
24.以下进一步对本发明做出详细说明：
25.本发明提供的一种确定防雷绝缘子的交流污闪电压的方法，包括以下步骤：
26.s1.向防雷绝缘子施加电压u；
27.s2.判断防雷绝缘子是否达到闪络条件，如是，则当前施加的电压u就为交流污闪电压；如否，则进入步骤s3；
28.s3.确定防雷绝缘子表面剩余污层的电压梯度e
p
和电弧弧柱中的电压梯度e
arc
，并进入步骤s4；
29.s4.当e
p
≤e
arc
时，控制电压u增加设定的步长δu并返回步骤s1中，也就是说，下一次向防雷绝缘子施加的电压就变为了u+δu，当通过上述方法多次迭代后，比如迭代了第m次时，交流污闪电压就为u+mδu，通过本发明，能够对防雷绝缘子的交流污闪电压进行准确的确定，而且确定过程简单，效率高，从可以准确指导输电线路防雷绝缘子的选型以及优化设计，准确指导绝缘子防污措施的制定，确保电网安全稳定运行；如图2所示的绝缘子结构示意图中，
①
和
②
是金属电极，
③
和
④
硅橡胶伞裙，
⑤
是氧化锌阀片，
⑥
是一种耐酸耐高温绝缘棒；绝缘子是否达到闪络条件包括：(1)绝缘子的空气间隙电场强度e
gap
是否大于击穿场强，如是，则发生闪络，即电弧是否桥接空气间隙,(2)绝缘子避雷器段两端电压是否大于氧化锌阀片的动作电压e
znco
，如是，则发生闪络；上述两个条件任一达到，则绝缘子发生闪络，其中，e
gap
通过现有的算法或者实测得到，e
znco
则需要绝缘子的几何参数，包括：导弧脚半径r1，接地圆柱半径r2，爬电距离l，金属电极空气间隙距离d，以及导弧脚相对伞裙的几何距离，将这些几何参数输入至现有的仿真软件中进行方针计算得到。
30.本实施例中，步骤s3中，电压梯度e
p
通过如下公式计算：
31.其中，a和n均为反映电弧特性的常数，r为绝缘子表明剩余污层电阻。
32.通过如下公式计算电压梯度e
arc
：
33.e
arc
＝ai-n
；其中，i为防雷绝缘子的泄漏电流。
34.通过如下方法确定泄漏电流i:
35.构建泄漏电流i的计算模型：
[0036][0037]
其中：x为电弧长度，r
si
为绝缘子的绝缘段沿面剩余污层电阻，r
_a
为绝缘子避雷器阀片电阻，r
sa
为绝缘子的避雷器段沿面剩余污层电阻；
[0038]
采用牛顿-割线法求解泄漏电流i。
[0039]
当e
p
＞e
arc
时，且满足交流电弧重燃条件时，则令电弧长度x增加vdt并代入至泄漏电流计算模型中，并重新求解泄漏电流i。
[0040]
也就是说，通过上述步骤，通过确定出的泄漏电流i来确定出e
arc
，如果在e
p
＞e
arc
时，则将电弧长度x增加vdt，然后再代入至泄漏电流i的计算模型并采用牛顿-割线法求解，当e
p
≤e
arc
，则将施加的电压就变为了u+δu后向绝缘子施加该电压，并判断是否达到闪络条件，如否，那么此时i的计算模型就变为了：
[0041]
再次通过上述步骤进行计算，其中，v表示电弧发展速度，dt表示单位时间；a在交流电压下取值为140，n在交流电压下取值为0.67；牛顿-割线法为现有算法，再次不加以赘述。
[0042]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。