[发明专利]一种高压电气设备放电分解产物空间分布情况的计算方法

说明书

本发明公开了一种高压电气设备放电分解产物空间分布情况的计算方法，首先根据高压电气设备所充绝缘气体类型和含量，确定高压电气设备所充绝缘气体的优化分子结构S、配比C确定绝缘气体的放电分解路径及绝缘气体放电分解路径的速率常数K；然后确定绝缘气体放电分解产物非平衡0维分布情况N1；最后根据所述绝缘气体非平衡0维分布情况N1以及高压电气设备空间结构，确定绝缘气体放电分解产物空间分布情况N2。本发明解决了现有技术中存在的高压电气设备放电分解产物空间分布情况未知的计算难题，为实现高压电气设备绝缘强度的合理评估奠定理论基础。

技术领域

本发明属于高压电气设备故障诊断和运行状态监测技术领域，具体涉及一种高压电气设备放电分解产物空间分布情况的计算方法。

背景技术

高压电气设备(如断路器、GIS、GIL等)分别以SF₆、SF₆替代气体作为绝缘介质，是电力系统安全运行的重要保证。在高压电气设备运行中出现的电弧、局部放电、火花放电、电晕放电等放电现象是绝缘气体分解的主要诱因。多数分解产物稳定性差，随着放电温度的降低会重新复合为初始绝缘气体分子，但仍有部分产物无法重新复合，导致设备绝缘强度降低且不利于弧后介质强度恢复过程，对设备及其所在电力系统的安全运行带来威胁。

气体绝缘强度可以用折合临界击穿场强(E/N)_cr表示，可以在获得绝缘气体放电分解产物组分和电子碰撞截面数据的基础上，通过求解Boltzmann方程获得电子能量分布方程，进一步计算得到气体折合临界击穿场强(E/N)_cr。此外，绝缘气体放电分解产物的电子温度随着温度的衰减逐渐偏离重粒子温度，化学反应的驰豫时间大于粒子暂态变化的特征时间，导致体系同时偏离热力学平衡和化学平衡，且分解产物随设备内部空间结构分布不均匀。因此，准确的高压电气设备放电分解产物空间分布情况是研究绝缘特性的关键，然而国内外相关研究较少。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种高压电气设备放电分解产物空间分布情况的计算方法，解决高压电气设备放电分解产物空间分布情况未知的技术难题，为实现高压电气设备绝缘强度的合理评估奠定理论基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压电气设备放电分解产物空间分布情况的计算方法，解决了现有技术中存在的高压电气设备放电分解产物空间分布情况未知的计算难题，为实现高压电气设备绝缘强度的合理评估奠定理论基础。

本发明所采用的技术方案是，一种高压电气设备放电分解产物空间分布情况的计算方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、根据高压电气设备所充绝缘气体类型和含量，确定高压电气设备所充绝缘气体的优化分子结构S、配比C；

步骤2、根据所述绝缘气体的优化分子结构S，确定绝缘气体的放电分解路径；

步骤3、根据所述绝缘气体的优化分子结构S和放电分解路径，确定绝缘气体放电分解路径的速率常数K；

步骤4、根据所述绝缘气体放电分解路径和速率常数K、以及放电类型，确定绝缘气体放电分解产物非平衡0维分布情况N1；

步骤5、根据所述绝缘气体非平衡0维分布情况N1以及高压电气设备空间结构，确定绝缘气体放电分解产物空间分布情况N2。

本发明的特点还在于，

步骤1中绝缘气体为SF₆、CO₂、CF₃I、C₃F₈、C₅F₁₀O、C₄F₇N、C₆F₁₀O单一气体中的其中一种；或者绝缘气体为上述单一气体与空气、CO₂、N₂中的其中一种气体组成的混合气体。