[发明专利]分裂导线表面场强分布计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种分裂导线表面场强分布计算方法及系统，该方法包括：将输电线路的分裂导线等效成单根的等效导线；对等效导线按照弧垂悬链线方程进行分段，以获得若干个线电荷单元小段；对每个线电荷单元小段采用模拟电荷法进行计算，以获得等效导线的表面场强；根据等效导线的表面场强与分裂导线表面最大场强的等效关系计算分裂导线的表面场强分布。本发明在分段时考虑了弧垂影响，且建立了输电线路的三维模型，并以此通过模拟电荷法计算等效导线的表面场强，计算考虑弧垂影响的输电线路分裂导线表面场强的三维分布情况，能够对导线表面场强沿导线的纵向分布进行有效分析，最终提升了导线表面场强的计算精确度。

技术领域

本发明涉及电磁检测技术领域，特别是涉及一种分裂导线表面场强分布计算方法及系统。

背景技术

输电线路在正常工作时，常常在导线附近产生强电场强度。当导线表面的电场强度超过了该导线对应的起晕场强时，就会产生可听噪声与无线电干扰。

随着交流输电线路电压等级的不断提高，超/特高压输电线路周边电磁环境的恶化，引起公众了的强烈反响。而输电线路电磁环境与分裂导线的表面场强紧密联系，导线表面场强的计算精确度直接影响了输电线路周边的电磁环境，因此针对超/特高压输电线路分裂导线表面场强的计算具有重要的现实意义。

目前针对交流输电线路的导线表面场强计算均采用建立二维模型的方式来研究，其未考虑导线弧垂的影响，且未涉及导线表面场强沿导线方向纵向分布的分析，影响了导线表面场强的计算精确度。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种考虑导线弧垂影响的分裂导线表面场强分布计算方法，提升计算精确度。

一种分裂导线表面场强分布计算方法，包括：

将输电线路的分裂导线等效成单根的等效导线；

对等效导线按照弧垂悬链线方程进行分段，以获得若干个线电荷单元小段；

对每个线电荷单元小段采用模拟电荷法进行计算，以获得等效导线的表面场强；

根据等效导线的表面场强与分裂导线表面最大场强的等效关系计算分裂导线的表面场强分布。

根据本发明提供的分裂导线表面场强分布计算方法，首先将输电线路的分裂导线等效成单根的等效导线，然后对等效导线按照弧垂悬链线方程进行分段，在分段时考虑了弧垂影响，且建立了输电线路的三维模型，并以此通过模拟电荷法计算等效导线的表面场强，计算考虑弧垂影响的输电线路分裂导线表面场强的三维分布情况，能够对导线表面场强沿导线的纵向分布进行有效分析，最终提升了导线表面场强的计算精确度，从而为输电线路的设计提供参考依据。

另外，根据本发明上述的分裂导线表面场强分布计算方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述将输电线路的分裂导线等效成单根的等效导线的步骤具体包括：

采用一根圆柱形导线作为单根的等效导线以代替分裂导线进行分析，其中，等效导线的半径通过下式计算：

式中，R为分裂导线外接圆半径；n为分裂数；r为分裂子导线半径。

进一步地，所述对等效导线按照弧垂悬链线方程进行分段，以获得若干个线电荷单元小段的步骤具体包括：

当输电线路等高时，采用下式对抛物线进行解析：

式中，x，y为横纵坐标；f为导线弧垂；L为线路长度；H为挂点高度；

当给出档距两端点坐标(x 1,y 1)，(x 2,y 2)时，即得线路长度L为：