[发明专利]一种流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法

权利要求书

1.一种流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：绘制绝缘子的三维立体图，根据其建立绝缘子及有限空气区域的仿真模型，采集真实绝缘子及实际环境的材料数据，并根据其对仿真模型的绝缘子进行材料参数设置；

S2：在仿真模型的有限空气区域中添加流场和电场，采集实际模拟环境数据，并根据其设置流场和电场的基本参数；

S3：在仿真模型的流场中添加流体流动粒子追踪模块，设置粒子属性，使流体流动粒子与未荷电污秽颗粒的重力及滑移效果保持一致；

S4：根据电场强度计算颗粒荷电量，并根据计算结果设置流体流动粒子的电荷量，建立颗粒荷电量与电场的关系，使流体流动粒子携带电荷，并将其作为荷电污秽颗粒；

S5：根据流体流动粒子即荷电污秽颗粒受到的气流曳力和电场力，建立流场和电场的耦合关系；

S6：对仿真模型进行自动网格划分，并进行分析计算及结果处理，得到绝缘子在气流与电场作用下的积污分布图。

2.根据权利要求1所述的流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法，其特征在于，所述步骤S1中，设置绝缘子材料参数的方法具体为：

根据绝缘子材料对周围电场环境的影响，对仿真模型绝缘子的基本属性参数与电磁模型参数进行设置。

3.根据权利要求1所述的流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法，其特征在于，所述步骤S2中，添加流场并设置其基本参数的方法具体为：

使流场选择多相流中的混合物模型，并根据其切合环境中空气分子与污秽颗粒混合的实际情况，根据污秽颗粒在绝缘子表面的滑移和反弹情况，对流场物理模型的分散相属性、滑移模型以及边界条件的基本参数进行设置；

添加电场并设置其基本参数的方法具体为：

根据实际模拟的线路设定施加电场属性参数以及电压等级参数。

4.根据权利要求1所述的流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法，其特征在于，所述步骤S4中，流体流动粒子携带的颗粒荷电量的计算公式为：

式中，q_i(C)为流体流动粒子携带的颗粒荷电量；ε为颗粒相对介电常数；ε₀为真空介电常数；E₀为电场强度；d_s为污秽颗粒直径。

5.根据权利要求1所述的流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法，其特征在于，所述步骤S5中，荷电污秽颗粒受到气流曳力的计算公式为：

式中，F_d为荷电污秽颗粒受到气流曳力；μ为流体动力粘度系数；m为污秽颗粒质量；u为气流场速度；v_e为荷电污秽颗粒速度；ρ_e为荷电颗粒密度；d_e为荷电颗粒直径。

6.根据权利要求1所述的流场环境下绝缘子带电积污分布的获取方法，其特征在于，所述步骤S5中，荷电污秽颗粒受到电场力的计算公式为：

F_e＝q_iE₀

式中，F_e为荷电污秽颗粒受到电场力；q_i为颗粒荷电量；E₀为电场强度。