[发明专利]一种用表面电导率和泄漏电流预测闪络电压的方法

权利要求书

1.一种用表面电导率和泄漏电流预测闪络电压的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）测量绝缘子表面电导率，

（2）以绝缘子表面电导率作为输入参数，结合绝缘子形状系数参数，建立动态电弧模型，

（3）计算泄漏电流发展趋势，

（4）得到绝缘子串的最低闪络电压，基于最低闪络电压判断该绝缘子的绝缘裕度及外绝缘水平。

2.根据权利要求1所述的用表面电导率和泄漏电流预测闪络电压的方法，其特征在于，建立动态电弧模型的步骤如下：

设定绝缘子形状系数，给定参数的初始值；

输入测得的绝缘子表面电导率σ；

假设在零时刻，电压u(t)达到波峰，燃弧开始：

u(t)=U_m cosωt                （1）

其中，U_m为电压有效值，ω为角频率，t为时间；

平板型悬式绝缘子剩余污层电阻随着弧根半径和电弧长度的变化公式：

Rp(Larc)=1πσelnL-Larcr0---(2)]]>

其中，L为泄漏距离总长度，L_arc为当前条件下的电弧长度；σ_e为表面污层电导率；r₀为弧根半径，由以下公式求得：

r0=Iarc1.45π---(3)]]>

其中，该状态下对应的泄漏电流I_arc由公式（4）求得：

Iarc=u(t)Rp+rarcLarc---(4)]]>

其中，u(t)为此时电压，R_p为绝缘子剩余污层电阻，r_arc为单位长度的电弧电阻，L_arc为当前条件下的电弧长度；

由以下公式计算电弧场强E_arc和剩余污层场强E_p：

E_arc＝63I_arc^-0.5                     （5）

Ep=632/3rp1/3---(6)]]>

电弧延伸条件为：

E_arc<E_p                       （7）

当E_p<E_arc时，随着电压的变化，电弧长度变化的表达式如式（8）所示：

dLarcdt=-Larcωsinωt---(8)]]>

当E_p＞E_arc时，电弧长度变化的表达式如式（9）所示：

dLarcdt=-Larcωsinωt+μEarc---(9)]]>

电弧长度变化还有附加的延伸参数μ；

建立单位长度电弧电阻变化的动态方程：

drarc(t)dt=rarc(t)τ(1-Iarc(t)2rarc(t)N0)---(10)]]>

其中，N₀为单位长电弧的耗散功率；τ为时间常数，由下式计算：

τ=Q0N0---(11)]]>

其中，Q₀为试验所得耗散功率常数；

定义电弧的熄灭条件为：

R_arc＞R_n                      （12）

其中R_arc为电弧总电阻，R_arc=r_arcL_arc；R_n为一个设定的电阻值，若此时由于电弧电阻远大于干区的电阻，电流通过干区后再流过剩余污层，电弧熄灭；

电弧熄灭后，说明在此时的表面电导率σ下，U_m不足以使得绝缘子发生闪络，故增大U_m，直至得到一个最小的U_m，使得绝缘子发生闪络，此值即为得到的该绝缘子串的最低闪络电压。

3.根据权利要求2所述的用表面电导率和泄漏电流预测闪络电压的方法，其特征在于，上述公式中参数取值为：N₀=60，Q₀=0.075，μ=5。