(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 202111597380.8 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 国网电力科 学研究院武汉南瑞 有限 责任公司 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞 瑜路 143号 申请人 国网陕西省电力公司电力科 学研究 院　 国网电力科 学研究院有限公司 (72)发明人 张广洲　吴健　冯智慧　白晓春　 方书博　耿明昕　韩文　郑雷　 罗浩　赵亚林　杨彬　王绿　涂洁　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 潘杰(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 二分裂导线间隔棒起晕场强的计算方法、 系 统及存储介质 (57)摘要 本发明提供了一种二分裂导线间隔棒起晕 场强的计算方法、 系统及存储介质， 包括以下步 骤： 获取二 分裂导线间隔棒的外侧圆周半径和高 度， 获取二 分裂导线间隔棒所应用的环境的大气 压力和湿度； 利用获得的二分裂导线间隔棒的外 侧圆周半径和高度， 计算得到计算二分裂导线间 隔棒周围三维空间电场分布； 利用二分裂导线间 隔棒周围三维空间电场分布以及二分裂导线间 隔棒所应用的环境的大气压力和湿度， 获得二分 裂导线间隔棒在计算模型中各个系数的函数关 系表达式； 将各个系数的函数关系表达式代入计 算模型中； 求解计算模型， 将计算得到二分裂导 线间隔棒的起晕场强。 本发明可预测不同海拔高 度、 温湿度下二分裂导线间 隔棒的起晕场强。 权利要求书4页 说明书11页 附图3页 CN 114528723 A 2022.05.24 CN 114528723 A 1.一种二分裂导线间隔棒 起晕场强的计算方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1， 获取待计算的二分裂导线间隔棒的外侧圆周半径和高度， 获取待计算的二分裂导 线间隔棒所应用的环境的大气压力和湿度； S2， 利用获得的二分裂导线间隔棒的外侧圆周半径和高度， 计算得到待计算的二分裂 导线间隔棒周围三维空间电场分布； S3， 利用计算获得的二分裂导线间隔棒周围三维空间电场分布以及待计算的二分裂导 线间隔棒所应用的环 境的大气 压力和湿度， 获得待计算的二分裂导线间隔棒在计算模型中 各个系数的函数关系表达式； 所述函数关系表达式用于表征各个系数与电子崩发展路径中 每一点的电场强度的数 学关系； S4， 将待计算的二分裂导线间隔棒在计算模型中各个系数的函数关系表达 式代入计算 模型中； 求解计算模型， 将计算模型计算所得的电子崩起始位置处二分裂导线间隔棒表面 的电场强度作为 起晕场强。 2.根据权利要求1所述的一种二分裂导线 间隔棒起晕场强的计算方法， 其特征在于： 所 述计算模型如下： 其中， α(y)为碰撞电离系数， η(y)为电子吸附系数， g(y)为光子几何吸收函数面积因 子， γph为表面光电子发射系数， Neph为到达二分裂导线 间隔棒表面的光子产生的表面光电 子数目， R为二分裂导线间隔棒外侧圆周半径； μ为空气光子吸收系数； y表示二分裂导线间 隔棒周围空间的位置坐标值； yi表示二分裂导线间隔棒的电离区域边界； y ’为虚拟积分变 量； 当Neph取值为1时， 作用于碰撞电离系数、 电子附着系数的电压即为二分裂导线间隔棒 起晕电压， 将计算得到的起晕电压作为边界条件计算二分裂导线间隔棒周围三维空间电场 分布， 计算得到二分裂导线间隔棒表面的电场强度即为 起晕场强。 3.根据权利要求2所述的一种二分裂导线 间隔棒起晕场强的计算方法， 其特征在于： 二 分裂导线间隔棒结构的面积因子g(y)被分为了沿x轴和沿z轴两个分量， 表示 为： g(y)＝gx(y)×gz(y)    (2) 式中， gx(y)和gz(y)分别为 光子几何吸 收函数面积因子的x轴分量和z轴分量。 式中， θ为光子发射路径与x轴所构成的夹角， 为光子发射路径与z轴所构成的夹角， λ1 和 λ2为光子传输的距离； R为二分裂导线间隔棒外侧圆周半径， D为二分裂导线间隔棒的高 度； g(y)面积因子为无量纲参数， 并且是位置y的函数； λ1和 λ2为： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114528723 A 2将 λ1和 λ2分别代入式(3)和式(4)， 即可得到面积因子的x轴分量和z轴分量， 将 面积因子 的x轴分量和z轴分量的计算结果代入公式(2)求 解得到光子几何吸 收函数面积因子g(y)。 4.根据权利要求2所述的一种二分裂导线 间隔棒起晕场强的计算方法， 其特征在于： 所 述计算模型中， 电子 碰撞电离系数α(y)的函数关系表达式如下： αw(y)＝N(3.536×1017(|E|/N)2‑6.0×10‑2(|E|/N)+2.828 ×10‑21)    (9) 式中， αw(y)为大气中水蒸气分压影响下电子碰撞电离系数的分量数值大小， αd(y)为大 气中干空气分压影响下电子碰撞电离系数的分量数值大小； Pw为二分裂导线间隔棒所处环 境中大气中水蒸气的分压， Pd为二分裂 导线间隔棒 所处环境中大气中干空气的分压， P＝Pw+ Pd； P为二分裂导线间隔棒所处环境中的大气压力； E为电子崩发展路径中每一点的电场强 度， 单位V/m； N 为气体分子个数密度。 5.根据权利要求4所述的一种二分裂导线 间隔棒起晕场强的计算方法， 其特征在于： 所 述计算模型中， 电子吸附系数 η(y)的函数关系表达式如下： 式中， ηw(y)为大气中水蒸气分压影响下电子吸附系数的分量数值大小， ηd(y)为大气中 干空气分压影响下电子吸附系数的分量数值大小。 6.根据权利要求5所述的一种二分裂导线 间隔棒起晕场强的计算方法， 其特征在于： 所 述计算模型中， 空气光子吸 收系数的计算表达式如下：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114528723 A 3