[发明专利]一种电热耦合场中套管运行特性仿真计算方法

权利要求书

1.一种电热耦合场中套管运行特性仿真计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在仿真软件中根据套管的设计图纸进行几何结构建模，或者直接将套管在Autocad中建立的几何模型直接导入到仿真软件的几何模型部分之中，模型中，为充分考虑外界环境的作用，空气外围环境区域宽度设置为套管径向长度的10倍；

S2、在建立好几何模型的基础上，考虑内、外绝缘因素反应在套管几何模型上的具体结构，一可能凝结在套管瓷套内壁上的SF₆液化后的液滴或者是液膜；二可能形成在套管瓷套外壁上的污秽层；

S3、建立好全部几何模型之后，开始对套管基本结构的材料参数进行赋值，给套管中的导杆、气体主绝缘、瓷套以及外绝缘空气环境设置相应材料对应的电导率、热导率、介电常数；

S4、考虑电热耦合场对陶瓷护套材料特性的影响，将陶瓷护套材料的电导率σ或介电常数ε分别设置为σ(E，T)、ε(E，T)；E和T分别为电场强度和温度；

S5、在建立好材料特性的基础上设置电压边界条件，为套管的接地部分加入电势为0的边界条件，在套管导杆部分加入工频交流高压边界条件；

S6、根据导杆上施加的电压边界条件类型选择计算时间；

S7、为模型加入温度边界条件，为套管的瓷套外壁轮廓设置外围环境温度，为套管导杆设置温度或者为其设置单位体积内的发热量w，其根据w＝E²/σ计算；

S8、为模型选择网格剖分，需要根据计算效率与计算精度综合考虑网格细度，网格细化会有益于计算精度，但会加大计算量导致计算时间增强，反之亦然；

S9、仿真计算得到套管内电势分布、电场分布、温度场分布，根据套管内、外出现的最大电场数值与位置判断套管运行的安全可靠性或者可能的故障隐患。

2.根据权利要求1所述的一种电热耦合场中套管运行特性仿真计算方法，其特征在于，在模型中考虑内绝缘中的物相变化，为步骤S2中加入的陶瓷内壁的SF₆液滴或者是液膜结构设置液体SF₆的电导率、热导率、介电常数；在模型中考虑外绝缘污秽情况，为步骤S2中加入的陶瓷外壁上的污秽膜结构设置液体SF₆的电导率、热导率、介电常数。

3.根据权利要求1所述的一种电热耦合场中套管运行特性仿真计算方法，其特征在于，在模型中考虑外绝缘环境因素，加大空气环境部分的电导率与介电常数从而模拟空气中含有雨雪的情况。

4.根据权利要求1所述的一种电热耦合场中套管运行特性仿真计算方法，其特征在于，在步骤S5中为考虑过电压作用时，为套管导杆部分加入过电压边界条件。

5.根据权利要求1所述的一种电热耦合场中套管运行特性仿真计算方法，其特征在于，在步骤S6中，若电压边界条件为工频交流，则计算时间为半个工频周期；若电压边界条件为过电压，则计算时间选择为波尾时间即可，计算时间步长可以选择为波尾时间的1/100或1/1000。