申请/专利权人：南方电网科学研究院有限责任公司;中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心

申请日：2020-07-31

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN112052618B

主分类号：G06F30/25

分类号：G06F30/25;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2020.12.25#实质审查的生效;2020.12.08#公开

摘要：本发明公开了一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，包括：计算微粒在起跳前的第一受力数据；其中，所述第一受力数据包括第一库仑力和重力；当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据；其中，所述第二受力数据包括第二库仑力、电场梯度力和气体粘滞力；根据所述微粒的所述第一受力数据及所述第二受力数据，构建微粒运行轨迹模型，并根据所述微粒运行轨迹模型绘制微粒运行轨迹。本发明还公开了一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟装置，能有效实现准确地判断微粒在GIS内的运行轨迹，能有效提高微粒在GIS内运行模拟的计算效率和准确度。

主权项：1.一种GIS内自由微粒运行轨迹的模拟方法，其特征在于，包括：计算微粒在起跳前的第一受力数据；其中，所述第一受力数据包括第一库仑力和重力；微粒采用球形微粒，且设置在采用以长直管道为主的GIS单元段在远离绝缘子及管道接口处的腔体大部分区域内；当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据；其中，所述第二受力数据包括第二库仑力、电场梯度力和气体粘滞力；根据所述微粒的所述第一受力数据及所述第二受力数据，构建微粒运行轨迹模型，并根据所述微粒运行轨迹模型绘制微粒运行轨迹；通过如下步骤判断所述微粒是否满足所述起跳条件：判断施加在GIS上的工频电压是否达到预设的电压阈值；若所述工频电压达到所述电压阈值时，则认为所述微粒满足所述起跳条件；若所述工频电压未达到所述电压阈值时，则认为所述微粒不满足所述起跳条件；所述方法还包括：预先根据GIS设备参数，由公式1获得电极间电场强度： 其中，E为所述电极间电场强度，U为施加在GIS上的工频电压有效值，R1为GIS外壳内半径，R2为GIS母线半径，x为所述微粒距GIS外壳距离；所述计算微粒在起跳前的第一受力数据，具体包括：根据公式2得到所述微粒的重力： 其中，G为所述微粒的重力，a为所述微粒的半径，ρ为微粒材料的密度，g为重力加速度；预先将所述电极间电场强度中所述微粒距GIS外壳距离设置为x＝0；根据所述电极间电场强度，由公式3得到所述微粒的第一库仑力：Fq＝-kqE3其中，Fq为所述第一库仑力，k为电镜像力引起的修正系数，q为所述微粒的带电量；所述当所述微粒满足预设的起跳条件时，根据GIS设备参数计算所述微粒在起跳后的第二受力数据，具体包括：根据所述电极间电场强度，计算所述微粒的第二库仑力；根据公式4得到所述微粒的电场梯度力： 其中，Fgrad为所述电场梯度力，ε0为真空介电常数，εr为相对介电常数，r为所述微粒的半径；根据公式5得到所述微粒的气体粘滞力： 其中，Fvisc为所述气体粘滞力，v为所述微粒的运动速度，Re为雷诺数；所述根据所述微粒的所述第一受力数据及所述第二受力数据，构建微粒运行轨迹模型，具体包括：根据所述微粒的重力、第二库仑力、电场梯度力和气体粘滞力，由公式6得到所述微粒运行轨迹模型： 其中，m为所述微粒的质量，x为所述微粒在运动过程中的位置，t为所述微粒的运动时间,Fq′为所述微粒的第二库仑力。

全文数据：

权利要求：

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