【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及設備表面電位測量，更具體地，涉及一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算方法及系統。
技術介紹
1、我國能源資源與用能中心呈逆向分布的特點，總體分布規律是西多東少、北多南少，能源資源與用能中心分布不均衡的特征非常明顯。為此，提出大力發展特高壓輸電技術，因具有大容量、遠距離、低損耗、省占地等顯著技術優勢，被廣泛應用在特高壓直流輸電工程、背靠背柔性直流工程和海上新能源接入工程等方面。在我國新疆、內蒙古和西藏等地區建立了特高壓直流換流站，站內的設備長期運行在惡劣的自然環境中，尤其是站內的穿墻套管長期運行在高溫、高濕和強風沙環境下。直流穿墻套管安裝在換流站閥廳墻體上，用于連接閥廳內外設備，是直流電能輸送的“必經通道”和關鍵設備。相關統計表明，國內外換流站直流穿墻套管主要有純sf6氣體絕緣和膠浸紙電容式結構兩類，都采用復合硅橡膠材料制作傘裙。由于穿墻套管自身的結構特點和在長期運行在單極性直流工況下，導致直流穿墻套管表面電位分布不均勻，則在空間中的不均勻合成電場作用下會在傘裙外表面積聚大量電荷，即在傘裙與空氣的交界面積聚大量表面電荷，如果套管絕緣部件存在微小缺陷或薄弱點，致使傘裙局部電場發生畸變，承受的場強超過設計值，最終出現放電擊穿故障，嚴重威脅套管長期運行的可靠性和安全性。
2、目前廣泛采用有源靜電探頭法開展盆式絕緣子表面電位測量，相關研究表明，對220kv的氣體絕緣金屬封閉輸電線路盆式絕緣子施加直流電壓后，無論施加正極性還是負極性的直流電壓，都會出現明顯的電荷積聚現象。這些研究成果主要集中于盆式絕緣子電荷分布
3、因此，尤其在對高溫高氣流下測量直流穿墻套管表面電場，計算得到套管表面電位分布，這對于研究高溫高氣流環境中直流穿墻套管表面電荷分布和電氣性能具有重要意義。
技術實現思路
1、本專利技術技術方案提供一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算方法系統，以解決如何對直流穿墻套管復合外套表面電位進行測量的問題。
2、為了解決上述問題，本專利技術提供了一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算方法，所述方法包括：
3、對旋轉式無源靜電測量儀進行標定，通過標定的旋轉式無源靜電測量儀獲得在已知電位情況下旋轉式無源靜電測量儀的電場數據；
4、分析電場數據和電位數據之間的映射關系，獲得用于實際現場的電場數據和電位數據的數學函數表達式；
5、基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據；
6、基于真型直流穿墻套管表面電場數據，通過應用所述數學函數表達式，確定高溫、高氣流下直流穿墻套管電位數據。
7、優選地，還包括搭建旋轉式無源靜電測量儀標定系統，所述旋轉式無源靜電測量儀標定系統包括：高壓輸入端、支撐件、金屬圓筒、上方向旋轉式無源靜電測量儀，方框，右方向旋轉式無源靜電測量儀，左方向旋轉式無源靜電測量儀，下方向旋轉式無源靜電測量儀；
8、所述金屬圓筒為導電材料，用于模擬直流穿墻套管，所述金屬圓筒的直徑等于所述直流穿墻套管的直徑ds，所述金屬圓筒的長度至少為所述直徑ds的2倍；
9、所述支撐件連接于所述金屬圓筒以及所述高壓輸入端，為導電材料；
10、所述方框為環氧絕緣材料，用于分別將所述上方向旋轉式無源靜電測量儀、所述右方向旋轉式無源靜電測量儀、所述左方向旋轉式無源靜電測量儀以及所述下方向旋轉式無源靜電測量儀固定于所述方框邊緣；所述上方向旋轉式無源靜電測量儀、所述右方向旋轉式無源靜電測量儀、所述左方向旋轉式無源靜電測量儀以及所述下方向旋轉式無源靜電測量儀距離所述金屬圓筒為預設距離l；
11、所述方框能夠沿所述金屬圓筒的徑向進行360°旋轉，且沿所述金屬圓筒的軸向水平移動。
12、優選地，所述基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，包括：
13、通過直流電壓源對所述旋轉式無源靜電測量儀標定系統按預設步長施加不同電壓值和不同極性電壓，并將施加的不同等級的電壓值保持預設時間；
14、獲取每一個電壓值下所述上方向旋轉式無源靜電測量儀、所述右方向旋轉式無源靜電測量儀、所述左方向旋轉式無源靜電測量儀以及所述下方向旋轉式無源靜電測量儀測量的模擬直流穿墻套管生成的電場測量值，基于所述電場測量值確定每一個電壓值下的電場數據。
15、優選地，所述分析電場數據和電位數據之間的映射關系，獲得可用于實際現場的電場數據和電位數據的數學函數表達式，包括：
16、獲取每一個電壓值下所述模擬直流穿墻套管的電位數據；
17、通過對不同場景下的電場數據和電位數據進行擬合，確定電場數據和電位數據的之間的映射關系，獲得可用于實際現場的電場數據和電位數據的數學函數表達式。
18、優選地，還包括搭建旋轉式無源靜電測量裝置，所述旋轉式無源靜電測量裝置包括金屬支撐架、直流穿墻套管、金屬峰窩、加熱網、風扇以及風機；
19、所述金屬支撐架用于支撐所述直流穿墻套管，使得布置在四個方位的所述旋轉式無源靜電測量儀距離所述直流穿墻套管的復合外套大傘裙的距離為預設距離l；
20、所述風機通過所述金屬蜂窩以及所述加熱網向所述直流穿墻套管定向、勻速吹風；
21、所述加熱網用于對所述風機吹出的風進行加熱。
22、優選地，所述基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，包括：
23、啟動所述風機和所述加熱網，生成不同風速和不同溫度的環境場景；
24、對所述直流穿墻套管施加電壓，獲取預設風速和預設溫度下的所述直流穿墻套管生成的電場數據。
25、優選地，還包括：
26、對所述直流穿墻套管施加電壓，獲取多個預設風速、多個預設溫度以及多個風向下的所述直流穿墻套管生成的電場數據；
27、通過應用所述數學函數表達式，確定高溫、高氣流下直流穿墻套管電位數據。
28、基于本專利技術的另一方面，本專利技術提供一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算系統，所述系統包括：
29、初始單元，用于對旋轉式無源靜電測量儀進行標定，通過標定的旋轉式無源靜電測量儀，獲得在已知電位情況下旋轉式無源靜電測量儀的電場數據；擬合單元，用于分析電場數據和電位數據之間的映射關系，獲得用于實際現場的電場數據和電位本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算方法，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，還包括搭建旋轉式無源靜電測量儀標定系統，所述旋轉式無源靜電測量儀標定系統包括：高壓輸入端、支撐件、金屬圓筒、上方向旋轉式無源靜電測量儀，方框，右方向旋轉式無源靜電測量儀，左方向旋轉式無源靜電測量儀，下方向旋轉式無源靜電測量儀；
3.根據權利要求2所述的方法，所述基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，所述分析電場數據和電位數據之間的映射關系，獲得可用于實際現場的電場數據和電位數據的數學函數表達式，包括：
5.根據權利要求1所述的方法，還包括搭建旋轉式無源靜電測量裝置，所述旋轉式無源靜電測量裝置包括金屬支撐架、直流穿墻套管、金屬峰窩、加熱網、風扇以及風機；
6.根據權利要求5所述的方法，所述基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜
7.根據權利要求6所述的方法，還包括：
8.一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算系統，所述系統包括：
9.根據權利要求8所述的系統，所述初始單元，還用于搭建旋轉式無源靜電測量儀標定系統，所述旋轉式無源靜電測量儀標定系統包括：高壓輸入端、支撐件、金屬圓筒、上方向旋轉式無源靜電測量儀，方框，右方向旋轉式無源靜電測量儀，左方向旋轉式無源靜電測量儀，下方向旋轉式無源靜電測量儀；
10.根據權利要求9所述的系統，所述初始單元，用于基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，還用于：
11.根據權利要求8所述的系統，所述擬合單元，用于分析電場數據和電位數據之間的映射關系，獲得可用于實際現場的電場數據和電位數據的數學函數表達式，還用于：
12.根據權利要求8所述的系統，所述獲取單元，還用于搭建旋轉式無源靜電測量裝置，所述旋轉式無源靜電測量裝置包括金屬支撐架、直流穿墻套管、金屬峰窩、加熱網、風扇以及風機；
13.根據權利要求12所述的系統，所述獲取單元，用于基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，還用于：
14.根據權利要求13所述的系統，所述獲取單元還用于：
15.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序用于執行權利要求1-7中任一項所述的方法。
16.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括：處理器和存儲器；其中，
...【技術特征摘要】
1.一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算方法，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，還包括搭建旋轉式無源靜電測量儀標定系統，所述旋轉式無源靜電測量儀標定系統包括：高壓輸入端、支撐件、金屬圓筒、上方向旋轉式無源靜電測量儀，方框，右方向旋轉式無源靜電測量儀，左方向旋轉式無源靜電測量儀，下方向旋轉式無源靜電測量儀；
3.根據權利要求2所述的方法，所述基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，包括：
4.根據權利要求1所述的方法，所述分析電場數據和電位數據之間的映射關系，獲得可用于實際現場的電場數據和電位數據的數學函數表達式，包括：
5.根據權利要求1所述的方法，還包括搭建旋轉式無源靜電測量裝置，所述旋轉式無源靜電測量裝置包括金屬支撐架、直流穿墻套管、金屬峰窩、加熱網、風扇以及風機；
6.根據權利要求5所述的方法，所述基于預設環境參數，模擬高溫高氣流環境；將標定完成的旋轉式無源靜電測量裝置用于測量真型直流穿墻套管表面電場，獲得不同溫度、不同風速以及溫度和風速聯合作用下真型直流穿墻套管表面電場數據，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，還包括：
8.一種高溫高氣流下直流穿墻套管表面電位計算系統，所述系統包括：
9.根據權利要求8所述的系統，所述初始單元，還用于搭建旋轉式無源靜電測量儀標定系統，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉泰蔚，胡偉，謝雄杰，許佐明，葉奇明，尹朋博，蔡廣燚，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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