一种确定任意不规则导体等效半径的方法与流程

本发明涉及电力系统安全评估技术领域，特别是一种确定任意不规则导体等效半径的方法。

背景技术：

目前，在计算导体网络中电流、电压分布，或者计算流过导体或导线的电流、电压及其周边电磁场分布等情况(如，计算在发变电站发生短路故障、过电压情况下，故障、过电压电流在整个电力网络中的分布)时，国内外流行的计算方法和分析工具，均需将整个网络中的各个导体视为圆柱形导体，也就是说需要将导体网络中的所有的导体均需等效成圆柱体形式才可以进行相应的分析计算。

对于典型的规则导体形式，在GB/T50065-2011“交流电气装置的接地设计规范”中给出了几种确定其等效半径的计算公式。但是，为了尽可能的提高导体导线性能，近年来涌现出各种非规则形状的导体，如近年来推出各种用于接地系统的非规则形式导体和导线。对于这种规范、标准中未提到的不规则形状导体，如何将其等效成圆柱体以确定其等效半径，从而可以进行相关的性能分析，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，为了更好的确定不规则导体的等效半径，便于后续的相关计算，提供一种确定任意不规则导体等效半径的方法，从而为不规则导体确定其等效半径提供了简易方法，为不规则导体的模拟和性能计算提供了基础。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种确定任意不规则导体等效半径的方法，包括以下步骤：

S1、确定任意不规则导体的横截面。

S2、使用柔性线材包罗住该不规则导体的横截面。

S3、根据柔性线材包罗住的面积，确定该柔性线材包罗住的总面积S，通常该面积由多个三角型面积构成。

S4、确定一个圆形，该圆形的面积等于步骤S3中确定的由柔性线材包罗的面积S。

S5、基于面积等于S的圆形，确定该圆形的半径r。

S6、步骤S5中得到的圆形半径r即可视为该不规则导体的等效半径。

从而在后续的相关分析中可将该不规则导体等效成半径为r的圆柱形导体，并进行相关的分析计算。

优选的，所述的柔性线材为导线线段或牛皮筋。

本发明具有以下优点：

本发明提出一种确定任意不规则导体的等效半径的简易方法，对于任意不规则导体，假设使用柔性线材包裹住住该不规则导体。基于所包裹的面积，确定面积相等的圆形，将此圆形的半径视为该任意不规则导体的等效半径。从而可以在进行导体性能分析时，确定任意不规则导体的等效半径值。

本发明可以针对任意不规则形状的导体，根据此方法确定其等效半径值。通过此方法可以简单快捷的将任意不规则形状的导体转换为等效的圆柱形导体，并得到该圆柱体的半径值，从而得到任意不规则导体的等效半径值，在后续的相关分析中可以基于该等效半径进行导体性能计算，对任意不规则形状的导体进行相应的分析计算，如计算其任意点的电位、电流分布等。

本发明提出的方法快捷简单，可以针对任意不规则导体使用，为任意不规则导体的等效半径确定提出了新的方法。

附图说明

图1为某不规则导体截面图。

图2为使用柔性线材包裹住不规则导体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述：

对于如图1所示的不规则导体形式，由于其截面图为未非对称或规则形状，按照现有的各种标准和方法无法获取其等效半径。

对于此不规则导体，按照本发明中的一种确定任意不规则导体等效半径的方法，可以快捷简便的获得对应圆柱体得等效半径值。

具体步骤如下所述：

S1、首先确定该不规则导体的横截面。本实施例中不规则导体的横截面的截面图及各边的尺寸如图1所示，该不规则导体由垂直相交的AC直线段部和BD直线段部构成，交点为O，其中OA＝15cm，OC＝5cm，OB＝10cm，OD＝10cm。

S2、使用柔性线材包罗住该不规则导体的横截面，如图2所示。其中点划线部分为包裹不规则导体的柔性线材，即线段AB-BC-CD-DA。

S3、根据柔性线材包罗住的面积，确定该柔性线材包罗住的总面积S。优选的，所述的柔性线材为导线线段或牛皮筋。

对于本实施例不规则导体，使用柔性线材包裹住后，总的包裹面积由四部分组成，该四部分为四个直角三角形：△AOB、△AOD、△COB、△COD，各部面积分别为S1、S2、S3和S4，面积S1、S2、S3和S4分别为一个直角三角形面积。对于直角三角形，其面积计算公式为0.5ab，其中a、b为两个直角边的长度。

根据图1和图2，可以快速的得到S1、S2、S3和S4的面积值。其中：

S1＝S2＝75cm²，S3＝S4＝25cm²。则总面积S＝S1+S2+S3+S4＝200cm²。

S4、确定一个圆形，该圆形的面积等于步骤S3确定的由柔性线材包罗的面积S。

本例中该圆形的面积为200cm²。

S5、基于面积等于S的圆形，确定该圆形的半径r。

圆形面积的计算公式：S＝πr²。

本例中πr²＝200cm²。即可求得r＝8cm。

S6、步骤S5中得到的圆形半径r＝8cm即可视为图1-2所示不规则导体的等效半径。

基于步骤S6得到的圆形尺寸，即可将图1-2所示的不规则导体等效成圆柱形导体，从而可在后续的相关分析中可将不规则导体视为半径为r＝8cm的圆柱形导体，并进行相关的分析计算。