(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211112373.9 (22)申请日 2022.09.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115203981 A (43)申请公布日 2022.10.18 (73)专利权人 山东理工大 学 地址 255000 山东省淄博市张店区新村西 路266号 (72)发明人 胡玉耀　孙建亮　李天阳　 (74)专利代理 机构 淄博市众朗知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 37316 专利代理师 丁鹏鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)(56)对比文件 CN 103076548 A,2013.0 5.01 CN 103439626 A,2013.12.1 1 CN 114360818 A,202 2.04.15 CN 111985176 A,2020.1 1.24 CN 106908435 A,2017.0 6.30 CN 112131735 A,2020.12.25 CN 206362663 U,2017.07.28 CN 112611942 A,2021.04.0 6 US 2008020655 A1,2008.01.24 李岩等.绝 缘子覆雪闪络特性及其改进量子 神经网络的预测模型. 《电网技 术》 .2018,(第08 期), 杨小娟.基 于动态双弧模型的覆冰污秽绝 缘 子闪络电压预测. 《中国优秀硕士学位 论文全文 数据库》 .202 2, 审查员 李华 (54)发明名称 基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等 效电路方法 (57)摘要 基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等 效电路方法， 属于高压外绝缘技术领域。 建立电 弧的等效电感模型； 建立电弧的等效电容模型； 建立剩余雪层电阻模型； 得出雪层 表面等效电导 率值与覆雪水电导率值的关系式； 依据等效动态 电路模型建立KCL、 KVL的拓扑约束方程； 将等效 动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电 流和时间建立对应的函数关系； 依据建立的等效 电路模型中的元件参数及电弧发展判据和电弧 发展速度判据进行循环迭代求解， 直至电弧延伸 长度达到绝缘子泄漏距离。 本发 明通过求解出临 界闪络前电流的数值设置预警电流值， 并与实时 在线监测系统所收集到的泄漏电流值进行比对， 当泄漏电流 值达到预警电流 值时报警。 权利要求书4页 说明书9页 附图4页 CN 115203981 B 2022.12.06 CN 115203981 B 1.基于严重覆雪绝 缘子单电弧发展闪络的等效电路方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1将覆雪绝 缘子电弧产生、 发展直至闪络的物理放电过程 等效为时变动态电路模型； S2依据Mayr动态电弧模型及不同电弧所在介质不同其耗散功率也不同， 将电弧电阻模 型等效为间隙电弧与雪层电弧的时变动态电弧模型之和； S3根据电弧通道中所储藏的电磁能感应出等效电感， 建立电弧的等效电感模型； S4根据雪层上电弧的弧足与接地极之间存在等效电容， 建立电弧的等效电容模型； S5绝缘子被雪完全覆盖时等效为圆柱体模型， 并根据Wilkins剩余污层电阻模型的构 建方法来建立剩余雪层电阻模型； S6根据实验所测得剩余雪层电阻值， 确定雪层表面等效电导率值， 拟合雪层表面等效 电导率值与覆雪水电导率值， 得出雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的线性关系 式； S7建立覆雪绝缘子电弧闪络的等效动态电路模型， 依据该等效动态电路模型建立KCL、 KVL的拓扑约束方程； S8根据电弧发展判据及电弧发展速度判据确定电弧发展速度及电弧延伸长度， 并将等 效动态电路模型中各 元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系； S9对建立的电弧发展判据和电弧发展速度判据进行循环迭代求解， 如若不符合电弧发 展判据则提高初始电压， 重新计算； 如此循环直至电弧延伸长度达到绝缘子泄漏 距离， 输出 闪络过程中泄漏电流的动态变化； 所述电弧发展速度判据为： ； 电弧发展速度判据中的电弧电压梯度为： ； 剩余雪层的电压梯度为： ； 其中， 与 分别为电弧的电压梯度与剩余雪层的电压梯度， 表示单位电弧 长度的平均电荷量， 表示每一时刻的电弧发展速度， 为绝缘子的泄漏距离， 是t 时刻空气电弧长度 与雪层电弧长度 之和即为总的电弧长度， 、 、 、 分 别是依据实际的覆雪实验数据拟合得到的雪层电弧与间隙电弧的参数， 是剩余雪权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115203981 B 2层电阻， 为泄漏电流。 2.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法， 其特 征在于： 所述方法还包括， 依据实际覆雪绝缘子电弧发展的物理机理， 将覆雪绝缘子电弧产 生、 发展直至闪络的物理过程 等效为动态电路模型。 3.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法， 其特 征在于： 所述方法还包括， 动态空气电弧电阻 与动态雪层电弧电阻 的模型 分别为： ； ； 其中， 为电弧的时间常数， 、 、 、 分别是依据实际的覆雪实验数据拟合 得到的雪层与空气的电弧参数。 4.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法， 其特 征在于： 所述电弧的等效电感模型为： ； 其中， 为真空中磁导率； 表示从无限远处到电弧的距离； 表示局部电弧的 半径， ； 为电弧参数。 5.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法， 其特 征在于： 所述电弧的等效电容模型为： ； ； 其中， 为空气中的介电常数； 表示电极的直径； 为求解电容的一解析式， 且无量 纲。 6.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法， 其特权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115203981 B 3