(19)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 202211132496.9 (22)申请日 2022.09.08 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区回龙观镇北农 路2号 申请人 中国电力科 学研究院有限公司 (72)发明人 夏君怡　卞星明　马字宇　张辰霄　 成立　尹芳辉　赵录兴　何堃　 鞠勇　刘元庆　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 复合电压下考虑光子传输的平行棒起晕判 定方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种复合电压下考虑光子传输 的平行棒起晕判定方法及系统， 包括： 将换流站 阀厅中使用的两根穿墙套管简化为两个平行棒 电极， 并构建所述平行棒电极的起晕模型； 在交 直流复合电压下， 基于所述平行棒电极的起晕模 型分别计算考虑光子传输路径的正电晕的面积 因子和负电晕的面积因子； 根据正电晕的面积因 子和正电晕的起始电晕判据进行正电晕判定； 根 据负电晕的面积因子和负电晕的起始电晕判据 进行负电晕判定。 通过构建平行棒电极的起晕模 型并结合光子传输路径确定了平行棒电极的正 负电晕的面积因子， 从而准确的对平行棒电极的 起晕进行判定 。 权利要求书3页 说明书12页 附图8页 CN 115392051 A 2022.11.25 CN 115392051 A 1.一种复合电压下考虑光子传输的平行棒 起晕判定方法， 其特 征在于， 包括： 将换流站阀厅中使用的两根穿墙套管简化为两个平行棒电极， 并构建所述平行棒电极 的起晕模型； 在交直流复合电压下， 基于所述平行棒电极的起晕模型分别计算考虑光子传输路径的 正电晕的面积因子和负电晕的面积因子； 根据所述 正电晕的面积因子和正电晕的起始电晕判据进行正电晕判定； 根据所述负电晕的面积因子和负电晕的起始电晕判据进行负电晕判定 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述构建所述平行棒电极的起晕模型， 具 体包括： 设置两个所述平行棒电极的间距值、 所述平行棒电极的长度和所述平行棒电极的空气 域， 并将所述平行棒电极的端部设为半球形， 构建所述平行棒电极的几何模型； 对所述几何模型中的所述平行棒电极施加所述交直流复合电压， 并分别设置等效正电 晕情况下和等效负电晕情况下的所述几何模型的边界及边界条件； 所述几何模型的边界包 括分别位于所述平行棒电极处的边界1和边界2以及所述空气域的各边界。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述平行棒电极的起晕模型计算 考虑光子传输路径的正电晕的面积因子， 具体包括： 定义所述平行棒电极的端部半球的球心为点O， 所述平行棒电极的端部半球表面场强 最大值点为点M； 计算光子从点M发射的总数量 Npr； 获取所述平行棒电极端部包含线段OM的径向截面， 并结合光子传输路径计算光子自点 M发射到距离为r处的光子数量 Npr1； 根据所述总数量Npr和所述光子数量Npr1计算所述平行棒电极端部的正电晕面积因子径 向分量； 所述 正电晕面积因子径向分量与正电晕面积因子轴向分量相同； 根据所述正电晕面积因子径向分量和所述正电晕面积因子轴向分量计算所述正电晕 的面积因子 。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述 正电晕的面积因子的表达式为： 式中， gr(r)为正电晕面积因子径 向分量； ga(r)为正电晕面积因子轴向分量； r0为阳极 电极棒端部的半球形表面至球心的距离； μ是空气对光子的吸 收系数； θ1∈[0,2 π ]。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述平行棒电极的起晕模型计算 考虑光子传输路径的负电晕的面积因子， 具体包括： 构建点O与点M的连线并延长， 记录延长线与电离区域 边界的交点 为点S； 根据线段MS上的光子到达所述平行棒电极表面的比例， 将所述线段MS上的光子划分成 线段MN上的光子和线段NS上的光子； 所述线 段MN上的光子只能到达所述平行棒电极端部 半权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115392051 A 2球的表面； 所述线段NS上 的光子既能到达所述平行棒电极端部半球的表面， 也能到达所述 平行棒电极的柱面； 根据所述线段MN上的光子结合 光子传输路径计算线段MN 面积因子； 根据所述线段NS上的光子结合光子传输路径计算线段NS面积因子； 所述负电晕的面积 因子包括所述线段MN 面积因子和所述线段NS面积因子 。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述线段NS上的光子结合光子传 输路径计算线段NS面积因子， 具体包括： 对所述线段NS上的光子中到达所述平行棒电极端部半球形表面的光子结合光子传输 路径计算球面 面积因子； 对所述线段NS上的光子中到达所述平行棒电极柱面的光子结合光子传输路径计算柱 面面积因子； 根据所述球面 面积因子和所述柱面 面积因子计算所述线段NS面积因子 。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述线段MN 面积因子的表达式为： 式中， θ3为线段PH与线段OP的夹角， 其中， 点P为线段MN上的任 意一点， 光子从点P向阳极 表面发射到 达阳极表面H点， 且线段PH的长度为 λ。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 所述线段NS面积因子的表达式为： 式中， gsph(r)为球面面积因子； gcol(r)为柱面面积因子； θ5为线段OP′与线段P′h的夹角， 其中， 光子从点P ′向阳极表面发射到达阳极表面h点， 且线段P ′h的长度为λ； θ6为线段P′h′ 的水平夹角， 其中， 光子从点P ′向阳极表 面发射到达阳极表 面h′点， 且线段P′h′的长度为λ； 点P′为线段NS上的任意一点； δ为线段OM和线段OA的夹角； 点A为线段OM与平行棒电极的轴 线所在的平 面与平行棒端部 半球最大径向截面的交点， 且线 段OA垂直于线段AN； L为平行棒 电极的柱体的长度。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特 征在于， 所述 正电晕的起始电晕判据的表达式为： 所述负电晕的起始电晕判据的表达式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115392051 A 3