[发明专利]一种输电线路屏蔽环静电场有限元数值计算的荷载施加方法

摘要

一种输电线路屏蔽环静电场有限元数值计算的荷载施加方法，根据屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、杆塔横担、防振锤的结构尺寸，建立几何模型；建立两个空气域模型，空气域一、空气域二模型；定义屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、杆塔横担、防振锤材料的介电常数，定义空气域的介电常数；将计算域划分成四面体结构的有限元网格；进行有效的网格划分；荷载的施加。本发明不对屏蔽环、屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、防振锤进行剖分，只对屏蔽环周围的空气进行网格划分，在屏蔽环、屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、防振锤表面施加电位，然后进行求解计算，可以比较方便地得到屏蔽环表面的电场强度值，最大值出现在屏蔽环的表面。

主权项

一种输电线路屏蔽环静电场有限元数值计算的荷载施加方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：根据屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、杆塔横担、防振锤的结构尺寸，利用有限元软件对屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、杆塔横担、防振锤建立几何模型；步骤2：建立两个空气域模型，空气域一模型比屏蔽环模型大5%，空气域二模型尺寸是整体计算区域的模型的三倍；步骤3：定义屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、杆塔横担、防振锤材料的介电常数，定义空气域的介电常数；步骤4：将计算域划分成四面体结构的有限元网格；步骤5：进行有效的网格划分，并保证合理的单元形状，节点形状为一个三维节点静电实体单元；制定整个网格划分时单元大小的最小值，对建立的横担、两个空气域模型进行单元网格划分，并使剖分后的单元网格体上的所有节点相等，具有同一个值；而对屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、防振锤不进行网格划分，使其金属表面为同一电位；步骤6：荷载的施加，选择横担实体，在横担上施加零电位，空气边界加载零电位；选取屏蔽环、屏蔽环支撑杆、导线与屏蔽环的连接板、防振锤的金属表面的最外层，其电位为高电位，加载U/kV电压。