(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210786451.7 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 华北电力大 学 （保定） 地址 071000 河北省保定市莲池区永华北 大街619号 (72)发明人 黄世龙　刘云鹏　薛炜晔　茆杰　 哈林　闫晓亮　宋晨铭　 (74)专利代理 机构 北京和联顺知识产权代理有 限公司 1 1621 专利代理师 江楠竹 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/10(2020.01) (54)发明名称 一种超高压交流输变电工程金具电晕起始 场强预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种超高压交流输变电工程 金具电晕起始场强预测方法， 包括： 建立静电场 三维有限元仿真模型， 计算金具表 面电场强度分 布， 获取结构、 尺寸对金具起晕场强的影 响系数； 获取海拔高度对 金具起晕场强的影 响系数； 基于 结构、 尺寸、 海拔高度对金具起晕场强的影响系 数， 建立金具的电晕起始场强预测公式。 本发明 提供的超高压交流输变电工程金具电晕起始场 强预测方法， 能够对不同海拔地区超高压交流输 变电工程金具电晕起始场强进行准确预测， 为环 保型金具设计提供参 考。 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 CN 115099107 A 2022.09.23 CN 115099107 A 1.一种超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 建立静电场 三维有限元仿真模型， 计算金具表面电场强度分布， 获取结构、 尺寸对金具 表面电场分布的影响规 律； 获取海拔高度、 结构、 尺寸对金 具起晕场强的影响规 律； 基于结构、 尺寸对金具表面电场分布的影响规律以及海拔高度、 结构、 尺寸对金具起晕 场强的影响规律， 通过数学推导， 结合电晕起始物理模型， 建立金具的电晕起始场强预测公 式； 基于金具的电晕起始场强预测公式对不同海拔地区超高压交流输变电工程金具电晕 起始场强进行 预测。 2.根据权利要求1所述的超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 其特征 在于， 所述金 具为屏蔽球， 屏蔽球的电晕起始场强预测公式如下： 式中， Eonset1为屏蔽球的电晕起始场强； δ ＝1 ‑H/10.7， H为海拔高度； R1为屏蔽球的球径。 3.根据权利要求2所述的超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 其特征 在于， 所述屏蔽球的球径的范围为： 20 0mm≤R1≤500mm。 4.根据权利要求1所述的超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 其特征 在于， 所述金 具为均压环， 均压环的电晕起始场强预测公式如下： 式中， Eonset2为均压环的电晕起始场强； δ＝1 ‑H/10.7， H为海拔高度； R2为均压环的环径； r为均压环的管径。 5.根据权利要求3所述的超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 其特征 在于， 所述均压环的管径的范围为： 40mm≤r≤120mm； 均压环的环径的范围为： 620mm≤R2≤ 860mm。 6.根据权利要求2或4所述的超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 其特 征在于， 所述海拔高度的范围为0.1km≤ H≤2.25km。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115099107 A 2一种超高压交流输变电工 程金具电晕起始场强预测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及输变电工程技术领域， 特别是涉及一种超高压交流输变电工程金具电 晕起始场强预测方法。 背景技术 [0002]均压环(屏蔽电极)、 屏蔽球(终端电极)作为超高压输变电工程中运行数量最多的 关键组件 金具， 由于缺少其它金属导体的屏蔽或自身 大曲率， 导致其电晕问题比较突出， 不 利于节能减排工作的有序推进和环境友好型电网目标的全面建设， 但现阶段研究水平及相 关设计规范并不能满足相关要求， 该问题随着海拔升高更加明显 。 [0003]当金具表面的电场强度超过一定临界值后， 金具周围的空气被电离而导致电晕放 电， 同时伴 随着电能损失、 可听噪声及无线电干扰等效应。 此外， 长期电晕放电还会影响输 变电设备的安全稳定运行， 增 加设备的维护成本 。 [0004]为有效抑制不同海拔地区金具表面电晕放电， 需要严格保证在任何运行环境和运 行方式下， 金具表 面最大电场强度接近并略低于起晕场强。 因此， 对其电晕起始场强准确预 测至关重要。 以往研究主要针对输电线路导线起晕特性， 而对金具起晕特性和起晕场 强预 测方法尚属空白。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种超高压交流输变电工程金具电晕起始场强预测方法， 能 够对不同海拔地区超高压交流输变电工程金具电晕起始场强进行准确预测， 为环保型金具 设计提供参 考。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供了如下 方案： [0007]一种超高压交流输变电工程金 具电晕起始场强预测方法， 包括以下步骤： [0008]建立静电场三维有限元仿真模型， 计算金具表面电场强度分布， 获取结构、 尺寸对 金具表面电场分布的影响规 律； [0009]获取海拔高度、 结构、 尺寸对金 具起晕场强的影响规 律； [0010]基于结构、 尺寸对金具表面电场分布的影响规律以及海拔高度、 结构、 尺寸对金具 起晕场强的影响规律， 通过数学推导， 结合电晕起始物理模型， 建立金具的电晕起始场强预 测公式； [0011]基于金具的电晕起始场强预测公式对不同海拔地区超高压交流输变电工程金具 电晕起始场强进行 预测。 [0012]进一步的， 所述金 具为屏蔽球， 屏蔽球的电晕起始场强预测公式如下： [0013] [0014]式中， Eonset1为屏蔽球的电晕起始场强； δ＝1 ‑H/10.7， H为海拔高度； R1为屏蔽球的 球径。说　明　书 1/7 页 3 CN 115099107 A 3