[发明专利]一种GIL内外径尺寸优化设计方法及系统

说明书

本申请公开了一种GIL内外径尺寸优化设计方法及系统，其中，方法包括以下步骤：基于GIL的内部导体数据，计算气体介质密度；基于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；基于气体介质起始放电场强和GIL的裕度系数，计算导体表面控制场强；基于GIL的内部电场不均匀度，计算GIL的外壳内径与导体外径比值；基于GIL内的导体承受最高电压、内部电场不均匀度和导体表面控制场强，计算GIL的外壳内径与导体外径差值；基于比值和差值，计算得到外壳内径和导体外径。本申请可以提高GIL绝缘的可靠性，还可以根据气体介质特性的不同来灵活调节GIL设备尺寸。

技术领域

本申请涉及电气装备领域，具体涉及一种GIL内外径尺寸优化设计方法。

背景技术

气体绝缘输电线路(GIL)具有结构紧凑、输送容量大、无电磁环境污染问题的显著优点，特别适合用于土地资源紧张的城市大容量输电。GIL设备的主体结构是内导体与外壳呈同轴布置，然而不同厂家生产的相同电压等级的GIL，其内外径尺寸不一致。这导致用户单位甚至厂家自身都难以判断应该选择何种尺寸。因此需要提出一种GIL内外径尺寸优化设计方法。然而目前关于GIL设备内外径尺寸优化设计方法还较为少见。

发明内容

本申请提供了一种GIL内外径尺寸优化设计方法及系统，能够综合考虑不同电压等级和不同气体介质的绝缘要求，得出最优的内外径尺寸。采用本发明的方法，可以有效提升GIL的安全可靠性和经济性。

为达到上述目的，本申请提供了以下方案：

一种GIL内外径尺寸优化设计方法，包括以下步骤：

S1.基于GIL的导体表面温度和气压，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，所述S4包括：