基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法与流程

1.本发明涉及一种空气间隙分析方法，尤其涉及一种基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法。


背景技术：

2.空气间隙放电是电力系统中普遍存在的放电形式，各电力设备的高压端与低压端之间均存在空气间隙。因此，研究空气间隙放电特性，进而指导运行电力设备空气间隙的选择配置，对于电网的安全稳定运行有极大的理论研究和工程实践意义。
3.然而，由于各种电力设备的型式不同，设备所对应的空气间隙电极形状也各有差异，其放电特性、绝缘强度与电极形状关系紧密。在进行设备更换时，需要根据不同电极形状的放电特性重新配置空气间隙距离，而要求每个电力设备在每次进行间隙调整时都进行放电试验测试其安全间距会造成人力物力财力的巨大浪费。
4.因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，能够根据不同电极形状的空气间隙来准确确定出空气间隙的放电电压，以及准确确定空气间隙的电极之间的距离，从而有效降低传统方式中的技术缺陷，而且效率和精确度高，为电网的安全稳定运行提供保障。
6.本发明提供的一种基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，包括以下步骤：
7.s1.确定标准电极空气间隙和实际工况下非标准电极空气间隙；
8.s2.在实验室环境中对标准电极的空气间隙施加电压，并获取标准电极的空气间隙的放电电压；
9.s3.确定出电极形状修正系数；
10.s4.根据电极修正系数，计算出实际工况下非标准电极的放电电压，并根据计算得出的放电电压调整非标准电极空气间隙的距离。
11.进一步，步骤s1中，标准电极的空气间隙为针-板空气间隙；
12.非标准电极的空气间隙包括球-板空气间隙和环-板空气间隙。
13.进一步，所述球-板空气间隙的修正系数k
球-板
通过如下方法确定：
[0014][0015]
其中：r为球电极的半径，l为球板电极的空气间隙距离。
[0016]
进一步，所述环-板空气间隙的修正系数k
环-板
通过如下方法确定：
[0017][0018]
其中：r为环电极的半径，r为电极中外环管的管半径。
[0019]
进一步，步骤s4中，通过如下方法确定实际工况中的目标空气间隙的放电电压：
[0020]
当空气间隙为球-板电极时的放电电压为：
[0021]u球-板
＝k
球-板
·u针-板
；
[0022]
其中：u
球-板
为球-板空气间隙的实际工况中的放电电压，u
针-板
为针-板空气间隙在实际工况中的放电电压；
[0023]
当空气间隙为环-板电极时的放电电压为：
[0024]u环-板
＝k
环-板
·u针-板
；
[0025]
其中：u
环-板
为环-板空气间隙的实际工况中的放电电压。
[0026]
进一步，通过如下方法调整空气间隙的电极之间的距离：
[0027]
当空气间隙在实际工况中的放电电压大于电力系统中的工作电压，则空气间隙距离不作调整；
[0028]
当空气间隙在实际工况中的放电电压小于电力系统中的工作电压，则空气间隙距离进行调整，调整后的空气间隙距离为s：
[0029][0030]
其中：s0为空气间隙的电极之间的初始距离，ui为非标准电极通过计算得到的放电电压，其中，i＝1,2；当i＝1时，u1＝u
球-板
,当i＝2时，u2＝u
环-板
；ks为安全裕度，取值范围为[1.2,1.4],u0为电力系统的工作电压。
[0031]
本发明的有益效果：通过本发明，能够根据不同电极形状的空气间隙来准确确定出空气间隙的放电电压，以及准确确定空气间隙的电极之间的距离，从而有效降低传统方式中的技术缺陷，而且效率和精确度高，为电网的安全稳定运行提供保障。
附图说明
[0032]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
[0033]
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
[0034]
以下进一步对本发明做出详细说明：
[0035]
本发明提供的一种基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，包括以下步骤：
[0036]
s1.确定标准电极空气间隙和实际工况下非标准电极空气间隙；
[0037]
s2.在实验室环境中对标准电极的空气间隙施加电压，并获取标准电极的空气间隙的放电电压；
[0038]
s3.确定出电极形状修正系数；
[0039]
s4.根据电极修正系数，计算出实际工况下非标准电极的放电电压，并根据计算得出的放电电压调整非标准电极空气间隙的距离。通过上述方法，能够根据不同电极形状的空气间隙来准确确定出空气间隙的放电电压，以及准确确定空气间隙的电极之间的距离，从而有效降低传统方式中的技术缺陷，而且效率和精确度高，为电网的安全稳定运行提供保障。
[0040]
本实施例中，步骤s1中，标准电极的空气间隙为针-板空气间隙；
[0041]
非标准电极的空气间隙包括球-板空气间隙和环-板空气间隙。
[0042]
本实施例中，所述球-板空气间隙的修正系数k
球-板
通过如下方法确定：
[0043][0044]
其中：r为球电极的半径，l为球板电极的空气间隙距离。
[0045]
本实施例中，所述环-板空气间隙的修正系数k
环-板
通过如下方法确定：
[0046][0047]
其中：r为环电极的半径，r为电极中外环管的管半径。
[0048]
本实施例中，步骤s4中，通过如下方法确定实际工况中的目标空气间隙的放电电压：
[0049]
当空气间隙为球-板电极时的放电电压为：
[0050]u球-板
＝k
球-板
·u针-板
；
[0051]
其中：u
球-板
为球-板空气间隙的实际工况中的放电电压，u
针-板
为针-板空气间隙在实际工况中的放电电压；
[0052]
当空气间隙为环-板电极时的放电电压为：
[0053]u环-板
＝k
环-板
·u针-板
；
[0054]
其中：u
环-板
为环-板空气间隙的实际工况中的放电电压。
[0055]
本实施例中，通过如下方法调整空气间隙的电极之间的距离：
[0056]
当空气间隙在实际工况中的放电电压大于电力系统中的工作电压，则空气间隙距离不作调整；
[0057]
当空气间隙在实际工况中的放电电压小于电力系统中的工作电压，则空气间隙距离进行调整，调整后的空气间隙距离为s：
[0058][0059]
其中：s0为空气间隙的电极之间的初始距离，ui为非标准电极通过计算得到的放电电压，其中，i＝1,2；当i＝1时，u1＝u
球-板
,当i＝2时，u2＝u
环-板
；ks为安全裕度，取值范围为[1.2,1.4],u0为电力系统的工作电压。在上述过程中，空气间隙的距离调整参考了电极自身的形状因素以及系统中的电压因素，因此，最终的空气间隙的距离能够有效确保电力系
统的稳定运行。
[0060]
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。

技术特征：
1.一种基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，其特征在于：包括以下步骤：s1.确定标准电极空气间隙和实际工况下非标准电极空气间隙；s2.在实验室环境中对标准电极的空气间隙施加电压，并获取标准电极的空气间隙的放电电压；s3.确定出电极形状修正系数；s4.根据电极修正系数，计算出实际工况下非标准电极的放电电压，并根据计算得出的放电电压调整非标准电极空气间隙的距离。2.根据权利要求1所述基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，其特征在于：步骤s1中，标准电极的空气间隙为针-板空气间隙；非标准电极的空气间隙包括球-板空气间隙和环-板空气间隙。3.根据权利要求2所述基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，其特征在于：所述球-板空气间隙的修正系数k
球-板
通过如下方法确定：其中：r为球电极的半径，l为球板电极的空气间隙距离。4.根据权利要求3所述基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，其特征在于：所述环-板空气间隙的修正系数k
环-板
通过如下方法确定：其中：r为环电极的半径，r为电极中外环管的管半径。5.根据权利要求4所述基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，其特征在于：步骤s4中，通过如下方法确定实际工况中的目标空气间隙的放电电压：当空气间隙为球-板电极时的放电电压为：u
球-板
＝k
球-板
·
u
针-板
；其中：u
球-板
为球-板空气间隙的实际工况中的放电电压，u
针-板
为针-板空气间隙在实际工况中的放电电压；当空气间隙为环-板电极时的放电电压为：u
环-板
＝k
环-板
·
u
针-板
；其中：u
环-板
为环-板空气间隙的实际工况中的放电电压。6.根据权利要求5所述基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，其特征在于：通过如下方法调整空气间隙的电极之间的距离：当空气间隙在实际工况中的放电电压大于电力系统中的工作电压，则空气间隙距离不作调整；当空气间隙在实际工况中的放电电压小于电力系统中的工作电压，则空气间隙距离进
行调整，调整后的空气间隙距离为s：其中：s0为空气间隙的电极之间的初始距离，u
i
为非标准电极通过计算得到的放电电压，其中，i＝1,2；当i＝1时，u1＝u
球-板
,当i＝2时，u2＝u
环-板
；k
s
为安全裕度，取值范围为[1.2,1.4],u0为电力系统的工作电压。

技术总结
本发明提供的一种基于电极形状对空气间隙放电影响的修正分析方法，包括以下步骤：S1.确定标准电极空气间隙和实际工况下非标准电极空气间隙；S2.在实验室环境中对标准电极的空气间隙施加电压，并获取标准电极的空气间隙的放电电压；S3.确定出电极形状修正系数；S4.根据电极修正系数，计算出实际工况下非标准电极的放电电压，并根据计算得出的放电电压调整非标准电极空气间隙的距离；能够根据不同电极形状的空气间隙来准确确定出空气间隙的放电电压，以及准确确定空气间隙的电极之间的距离，从而有效降低传统方式中的技术缺陷，而且效率和精确度高，为电网的安全稳定运行提供保障。障。障。


技术研发人员：孙勇 张志劲 肖微 卢文浩 姜克如 黄大为 景茂恒 蒋兴良
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/10/15