[发明专利]一种GIL内外径尺寸优化设计方法及系统

权利要求书

1.一种GIL内外径尺寸优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.基于GIL导体表面的温度和气压，计算气体介质密度；

S2.基于所述气体介质密度和气体介质用密度约化的临界约化场强，计算气体介质起始放电场强；

S3.基于所述气体介质起始放电场强和所述GIL的裕度系数，计算导体表面控制场强；

S4.基于所述GIL的内部电场不均匀度，计算所述GIL的外壳内径与导体外径比值；

S5.基于所述GIL内的导体承受最高电压、所述内部电场不均匀度和所述导体表面控制场强，计算所述GIL的外壳内径与导体外径差值；

S6.基于所述比值和所述差值，计算得到外壳内径和导体外径；

所述S6包括：

基于所述外壳内径与导体外径比值和所述外壳内径与导体外径差值，计算所述外壳内径与所述导体外径，计算公式如下：

其中，R₀/r₀为所述外壳内径与导体外径比值，R₀-r₀为所述外壳内径与导体外径差值，R₀为所述外壳内径，r₀为所述导体外径。

2.根据权利要求1所述一种GIL内外径尺寸优化设计方法，其特征在于，所述S1包括：

基于所述GIL导体表面的温度T₀和气压p，计算得到导体附近所述气体介质密度ρ₀，计算公式如下：

ρ₀＝pM/(RT₀)

其中，M为所述GIL内部气体的摩尔质量，R为气体常数。

3.根据权利要求2所述一种GIL内外径尺寸优化设计方法，其特征在于，所述S2包括：

基于导体附近所述气体介质密度ρ₀和所述气体介质用密度约化的临界约化场强(E/ρ)_c，计算得到气体介质的起始放电场强E_r，计算公式如下：

E_r＝ρ₀(E/ρ)_c。

4.根据权利要求3所述一种GIL内外径尺寸优化设计方法，其特征在于，所述S3包括：

基于所述起始放电场强E_r和所述GIL绝缘的裕度系数m，计算得到导体表面控制场强E₀，计算公式如下：

E₀＝mE_r。

5.根据权利要求4所述一种GIL内外径尺寸优化设计方法，其特征在于，所述S4包括：

基于所述GIL的所述内部电场不均匀度f，计算所述外壳内径与导体外径比值R₀/r₀，计算公式如下：

其中，R₀为外壳内径，r₀为导体外径。

6.根据权利要求5所述一种GIL内外径尺寸优化设计方法，其特征在于，所述S5包括：

基于所述GIL内的导体承受最高电压U₀、所述内部电场不均匀度f和所述导体表面控制场强E₀，计算得到所述外壳内径与导体外径差值R₀-r₀，计算公式如下：

R₀-r₀＝U₀f/E₀。

7.一种GIL内外径尺寸优化设计系统，其特征在于，包括：密度计算模块、第一场强计算模块、第二场强计算模块、比值计算模块、差值计算模块和结果计算模块；

所述密度计算模块用于基于所述GIL导体表面的温度T₀和气压p，计算得到导体附近气体介质密度ρ₀，计算公式如下：

ρ₀＝pM/(RT₀)

其中，M为所述GIL内部气体的摩尔质量，R为气体常数；

所述第一场强计算模块用于基于导体附近所述气体介质密度ρ₀和所述气体介质用密度约化的临界约化场强(E/ρ)_c，计算得到气体介质的起始放电场强E_r，计算公式如下：

E_r＝ρ₀(E/ρ)_c；

所述第二场强计算模块用于基于所述起始放电场强E_r和GIL绝缘的裕度系数m，计算得到导体表面控制场强E₀，计算公式如下：

E₀＝mE_r；

所述比值计算模块用于基于所述GIL的内部电场不均匀度f，计算外壳内径与导体外径比值R₀/r₀，计算公式如下：

其中，R₀为外壳内径，r₀为导体外径；

所述差值计算模块用于基于GIL内的导体承受最高电压U₀、所述内部电场不均匀度f和所述导体表面控制场强E₀，计算得到外壳内径与导体外径差值R₀-r₀，计算公式如下：

R₀-r₀＝U₀f/E₀；

所述结果计算模块用于基于所述外壳内径与导体外径比值R₀/r₀和所述外壳内径与导体外径差值R₀-r₀，计算外壳内径R₀与导体外径r₀，计算公式如下：