申请/专利权人：江南大学;江苏巨量光电科技有限公司

申请日：2021-05-17

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113239557B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/18;G06F113/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.08.27#实质审查的生效;2021.08.10#公开

摘要：本发明公开了一种基于模拟电荷法的ADSS光缆挂点位置确定方法，属于高压输电线路技术领域。本发明通过对实际的杆塔模型进行了1:1比例建模的建立，同时考虑输电线的弧垂影响，采用悬链线模型建立包含杆塔两侧的输电线模型。对模型采取分非均匀划分处理，使离散后的结果更加贴合实际模型的状态，根据对模型的划分后的结果设置了相应的模拟线电荷，模拟电荷的数量与实际分裂子导线相一致，使得所计算出的场域内各点的电场值精确度更高，结合杆塔的实际尺寸，找出适合ADSS光缆悬挂的位置。同时，本申请利用空间变换在单个线电荷所处的独立坐标系中推导出了简洁的电场系数的数值解计算式，使得计算量更小。

主权项：1.一种基于模拟电荷法的杆塔-输电线场域内电场计算方法，其特征在于，所述方法包括：S1根据杆塔的实际参数，同时考虑杆塔两侧档距，对杆塔-输电线进行1:1比例建模，得到杆塔-输电线的悬链线模型；S2对杆塔-输电线的悬链线模型进行非均匀离散化处理，将整个悬链线模型离散化为长短不一的段，以各段的两端点的连线gx来代替实际的悬链线fx；S3采用线电荷作为模拟电荷，依据离散化处理结果在每一段输电线轴心周围设置线电荷段；S4求解模拟电荷的值，并求出各模拟电荷在杆塔-输电线场域内任一点所产生的三个方向的电场分量，进而计算出在杆塔-输电线场域内任一点的实际电场值；所述S4中求解模拟电荷的值，包括：在每个电极表面设置一组匹配点，计算每个模拟电荷在每个匹配点处的电位系数pef，从而得到每个匹配点处的电位系数矩阵[P]；pef表示第f个线电荷段在第e个匹配点上的电位系数值，e＝1,2,…m，f＝1,2,…n；m表示匹配点的总个数；n表示线电荷段的总个数； 根据电位泊松方程的第一类边界条件，将每个匹配点处的电位用向量法表示为： 根据式5所示的模拟电荷矩阵方程求解模拟电荷的电荷量的实部与虚部 进而求出模拟电荷的电荷量q；所述计算每个模拟电荷在每个匹配点处的电位系数pef，包括：以第f个线电荷段方向为纵轴，以第e个匹配点到第f个线电荷段的垂线方向为横轴，建立单独的二维坐标系；根据式3计算得到pef； 其中，ε为真空中介电常数，r′表示第e个匹配点与第f个线电荷段上任一点的距离；α表示第e个匹配点与第f个线电荷段起点的距离，β表示第e个匹配点与第f个线电荷段终点的距离，ze,ρe表示第e个匹配点的坐标；0,z′f0表示第f个线电荷段起点的坐标，0,z′f1表示第f个线电荷段终点的坐标；所述S4中求出各模拟电荷在杆塔-输电线场域内任一点所产生的三个方向的电场分量，进而计算出在杆塔-输电线场域内任一点的实际电场值，包括：将线电荷段放置到以输电线方向为X轴、以垂直输电线方向为Y轴、以垂直地面方向为Z轴的三维坐标系中，确定线电荷段两端的端点A和B在所述三维坐标系中的坐标，记Axa，ya，za、Bxb，yb，zb；场点Sxs，ys，zs为杆塔-输电线场域内任一点；计算场点S处的电位系数矩阵，对电位系数求导，求出场域内的电场系数沿线电荷段方向及其法线方向的两个分量fρ和fz；三维坐标系中，在线电荷上找一点Rxr，yr，zr作为场点S在线电荷段上的垂点；利用向量的计算|AR|＝k＝AS·AB|AB|，求得R点坐标为： 利用空间几何变换关系，求解线电荷段与水平面的空间角λ和相应垂线段与水平面的夹角γ，结果为： 从而求得三维空间内的电场系数为： fZ＝fzsinλ+fρsinγ12根据S4求出的模拟电荷的电荷量q，求出场点S处三个方向的电场分量： 进而求出场点S处的电场大小为：

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