(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111474525.5 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 国网青海省电力公司电力科 学研究 院 地址 810000 青海省西宁市五四西路8号 (72)发明人 王生富　蒋玲　马旭东　王志惠　 张成磊　周尚虎　谢彭盛　张仲秋　 刘敬之　董生成　马骥　张毅涛　 林万德　马志青　马永福　 (74)专利代理 机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 1 1240 代理人 张文华 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/18(2020.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 获取空气间隙流注放电发展路径的方法及 装置 (57)摘要 本申请公开了一种获取空气间隙流注放电 发展路径的方法及装置。 其中， 该方法包括： 利用 修正流注 起始计算模型判断流注是否起始； 若流 注起始， 则确定流注起始后的发展场强以及空间 电位分布； 根据流注生长概率模 型选取形成时延 最小的待发展点流注作为新的发展点流注； 利用 分形维数模型确定新的发展点流注的路径发展 方向， 以判断流注是否发展至板电极， 若是， 则放 电停止。 本方案通过修正的流注 起始计算模型确 定流注起始点， 并建立综合考虑大气环境因素的 空气间隙流注 放电发展路径计算方法， 探究流注 放电路径发展规律， 有助于提升间隙绝缘性能， 优化电气设备外绝 缘设计。 权利要求书4页 说明书15页 附图3页 CN 114154330 A 2022.03.08 CN 114154330 A 1.一种获取空气间隙流注放电发展路径的方法， 其特 征在于， 包括： 利用修正流注起始计算模型判断流注是否起始； 若所述流注起始， 则确定流注起始后的发展场强以及空间电位分布； 根据流注生长概率模型， 计算所有待发展点流注形成时延， 并选取形成时延最小的待 发展点流注作为 新的发展点 流注； 基于所述流注起始后的空间电位分布， 利用分形维数模型确定所述新的发展点流注的 路径发展方向； 基于所述流注 的路径发展方向判断流注是否发展至板电极， 若是， 则放电停止， 若否， 则从确定空间电位分布开始循环执 行上述流程， 直至流注发展至 板电极。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述确定所述流注的发展场强， 并确定流 注起始后的空间电位分布包括： 确定流注起始后的发展场强为： Ec＝489 δ1.05[1+0.016δ‑0.59(H‑11)]， 其中， δ表示相对空 气密度， H表示 绝对湿度； 确定流注起始后的空 间电位分布为： 其中， 表示为流注通道内k+1 步发展点电位； 表示流注通道内k 步发展点电位； d表示 为k点发展到k+1点 流注发展长度。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 利用 计算待发展点流注形成时延， 其中， ti表示单步流注发展时长， ξ为 0～1的均匀分布随机数， r(E)为单步流注生长概率函数， 其中， τ指流注生 成时间常数， Ei指待发展点局部场强， E0指碰撞电离区域临界场强。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述流注起始后的空间电位分 布， 利用分形维数模型确定所述 新的发展点 流注的路径发展方向， 包括： 基于所述 流注起始后的空间电位分布， 得到流注发展概 率为： 其中， E(i,j)表示为流注待发展点处的电场强度； Z＝∑|E(i,j)|η表示为流注下一步所有 可能的放电发展方向； η为放电发展的概率指数， 表征随机因素对放电发展的影响； rand为 假定(0， 1)区间均匀分布的随机数； 利用所述发展概 率确定所述 新的发展点 流注的路径发展方向。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用修正流注起始计算模型判断流注 是否起始， 包括： 根据流注放电的动态发展， 实时计算空间电位分布； 依据所述空间电位分布计算空间电场分布； 基于所述修正流注起始 计算模型利用所述空间电场分布获取初始电子崩正离子数目N1权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114154330 A 2以及二次电子崩正离子数目N2， 判断流注是否起始， 若未满足流注起始判据， 则循环执行上 述步骤直至满足流注起始条件。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述修正流注起始计算模型利用所述空间 电场分布获取初始电子崩正离子数目N1以及二次电子崩正离子数目N2， 判断流注是否 起始， 包括： 利用公式 计算所述初始电子崩 正离子数目N1， 其中， α (x)表示碰撞电离系数， β(x)表示附着系数， xi表示所述碰撞电离系数与所述附着系数相等 处距电极头 部的距离； 其中， 所述碰撞电离系数基于如下公式获取： 所述附着系数基于如下公式获取： 其中， δ表示为空气相对密度， t表示为试验或仿真时的温度； A 表示为试验或仿 真时海拔高度； k为常数； E表示放电空间电场强度， 基于所述空间电场分布 获得； 利用公式 计算所述二次 电子崩正离子数目N2； 其中， x表示空 间某一点距离电极的轴向距离； f1表示一次碰撞电离的 过程中产生的光子数； f2表示为空气分子吸收光子之后产生光电离的概率； μ表示光子吸收 系数； g(x)表示部分光子消失于电极的几何 因素， r表示电极头部半径， θ表 示电离区域内光子传播方向与轴线的夹角； 若二次电子崩正离 子数目N2不小于初始电子崩正离 子数目N1， 则确定流注起始。 7.一种获取空气间隙流注放电发展路径的装置， 其特 征在于， 包括： 流注起始判断单 元， 用于利用修 正流注起始计算模型判断流注是否起始； 场强电位确定单元， 用于若所述流注起始， 则确定流注起始后的发展场强以及空间电 位分布； 选取单元， 用于根据流注生长概率模型， 计算所有待发展点流注形成时延， 并选取形成 时延最小的待发展点 流注作为 新的发展点 流注； 路径发展方向确定单元， 用于基于所述流注起始后的空间电位分布， 利用分形维数模 型确定所述 新的发展点 流注的路径发展方向；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114154330 A 3