[发明专利]一种交直流输电线路交叉跨越区域下方电场的计算方法

权利要求书

1.一种交直流输电线路交叉跨越区域下方电场的计算方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在交直流输电线路交叉跨越区域形成虚拟的网格，确定各空间节点的位置，并设定交流电一个周期内的某一时刻，计算空间节点该时刻的标称电场；

2)根据上一步得到的标称电场，画出电场线轨迹，并利用Deutsch假设对电场线上各点的空间电荷密度进行初始化，通过三维插值方法将电场线上各点的空间电荷密度插值得到空间节点该时刻的初始空间电荷密度；

3)根据步骤1)和步骤2)的计算结果，计算空间节点该时刻的合成电场；

4)根据合成电场，重新画电场线轨迹，运用特征线法更新电场线上的空间电荷密度分布，插值得到空间节点上该时刻的空间电荷密度；

5)按照步骤1)～4)的方法计算从下一时刻的空间节点上的标称电场和合成电场以及空间电荷密度，从而得到空间节点上不同时刻对应的空间电荷密度；

6)取时间间隔为一个交流电周期的两个时刻的空间电荷密度的计算结果，对这个两个结果进行收敛判断，满足收敛条件是符合下式要求：

其中，N为一周期内的计算时刻数，n为空间节点数，δ为收敛条件，i为空间体电荷编号，j为模拟线电荷编号，如果前后两个时刻的空间电荷密度差值的平均值不满足收敛条件，则返回步骤5)继续计算；如果前后两个时刻的空间电荷密度差值的平均值满足收敛条件，则计算出空间节点在一个周期内出现的最大电场；形成交直流输电线路交叉跨越区域下方电场。

2.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路交叉跨越区域下方电场的计算方法，其特征在于：计算标称电场时是以模拟电荷法为基础，将空间中任一空间节点处的标称电场定义为所有模拟电荷及其镜像在该点处的电场的矢量叠加，计算所用的公式为

式中：E为标称电场；τ_j为第j个模拟电荷的线电荷密度，l_j为第j个模拟电荷的长度；r_j、R_j为源点及其镜像点到计算点的距离，r_j、R_j为源点及其镜像点到计算点的矢量，ε₀为空气介电常数。

3.根据权利要求2所述的一种交直流输电线路交叉跨越区域下方电场的计算方法，其特征在于：合成电场为标称电场与空间电荷产生的电场的叠加，计算合成电场时所用的公式为：

公式(2)中E_(t)表示合成电场，V_i为第i个电荷的体积，为t时刻第i个空间体电荷的正、负电荷密度。

4.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路交叉跨越区域下方电场的计算方法，其特征在于：相邻两个时刻之间的间隔为一个交流电周期的1/20。