一种盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法
【专利摘要】本发明公开一种盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法，以提高对盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。所述盘形悬式绝缘子串包括串联的多个盘形悬式绝缘子，盘形悬式绝缘子包括伞状绝缘件、铁帽和钢脚，其中，伞状绝缘件包括帽形头部和伞体，帽形头部设置在伞状绝缘件的伞顶，伞体与帽形头部连接；沿伞体的伞沿指向伞体的中心的方向，伞体的内伞面上依次间隔环设有第一伞棱、第二伞棱、第三伞棱和第四伞棱，第一伞棱、第二伞棱、第三伞棱、第四伞棱和伞体同轴线，且第一伞棱、第二伞棱、第三伞棱和第四伞棱分别沿伞体的轴线延伸；铁帽套置在帽形头部上；钢脚设置在伞状绝缘件内。
【专利说明】
-种盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法
技术领域
[0001] 本发明设及高压电气组件技术领域，尤其设及一种盘形悬式绝缘子串及其表面电 导率的计算方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在输电系统中，通常会设置盘形悬式绝缘子串，W支撑输电线路，并增加线 路与底面之间的爬电距离。通常，盘形悬式绝缘子串设置在室外，因而会受到大风、覆冰、高 溫、污秽、应力等各方面的影响，盘形悬式绝缘子串的表面会积污，当盘形悬式绝缘子串表 面积污严重时，则易于发生闪络事故，危害输电系统的运行安全。为保障输电系统的安全稳 定运行，有必要对盘形悬式绝缘子串的绝缘性能进行仿真计算分析。对盘形悬式绝缘子串 的绝缘性能进行仿真计算分析时，通常需要设及到盘形悬式绝缘子串的表面电导率。
[0003] 目前，盘形悬式绝缘子串的表面电导率通常通过加载在盘形悬式绝缘子串的表面 上的电压、在盘形悬式绝缘子串的表面加载该电压时对应的泄漏电流计算得到，而未考虑 到盘形悬式绝缘子串的表面结构特性，即未考虑到盘形悬式绝缘子串的整体形状系数，因 而导致盘形悬式绝缘子串的表面电导率的准确性较差，造成对盘形悬式绝缘子串的绝缘性 能的仿真计算分析的准确性较差，从而导致根据仿真计算分析的结果制作形成的盘形悬式 绝缘子串的绝缘性能差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的计算方法，用于提高 对盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 本发明的第一方面提供一种盘形悬式绝缘子串，包括串联的多个盘形悬式绝缘 子，所述盘形悬式绝缘子包括伞状绝缘件、铁帽和钢脚，其中，所述伞状绝缘件包括帽形头 部和伞体，所述帽形头部设置在所述伞状绝缘件的伞顶，所述伞体与所述帽形头部连接;沿 所述伞体的伞沿指向所述伞体的中屯、的方向，所述伞体的内伞面上依次间隔环设有第一伞 棱、第二伞棱、第=伞棱和第四伞棱，所述第一伞棱、所述第二伞棱、所述第=伞棱、所述第 四伞棱和所述伞体同轴线，且所述第一伞棱、所述第二伞棱、所述第=伞棱和所述第四伞棱 分别沿所述伞体的轴线延伸，相对所述伞体的内伞面，所述第一伞棱的高度、所述第二伞棱 的高度和所述第=伞棱的高度相等，所述第四伞棱的高度小于所述第一伞棱的高度;所述 铁帽套置在所述帽形头部上;所述钢脚设置在所述伞状绝缘件内。
[0007] 本发明的第二方面提供一种盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，用于计 算如上述技术方案所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率，所述盘形悬式绝缘子串的表面 电导率的计算方法包括：
[000引步骤S100、构建所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型；
[0009]步骤S200、根据所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，确定所述盘 形悬式绝缘子串的整体形状系数F;
[0010] 步骤S600、构建所述盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO与所述盘形悬式绝缘子串 的整体形状系数F的关系模型；
[0011] 步骤S700、根据所述盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO与所述盘形悬式绝缘子串 的整体形状系数的关系模型、所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，确定所述盘形悬式 绝缘子串的表面电导率曰0。
[0012] 本发明提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，先构建盘形悬式绝 缘子串的整体形状系数F的计算模型，W确定盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，然后构 建盘形悬式绝缘子串的表面电导率与盘形悬式绝缘子串的整体形状系数的关系模型，W确 定盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇日，实现对盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇日的计算。因 此，在本发明提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，考虑了盘形悬式绝缘 子串的整体形状系数F对盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO的影响，即考虑了盘形悬式绝 缘子串的表面结构特性对盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO的影响，采用本发明提供的盘 形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法对盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO进行计算 时，可W提高盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO的准确性，从而提高对盘形悬式绝缘子串 的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高根据仿真计算分析后获得的结果制作形成的盘 形悬式绝缘子串的绝缘性能。
【附图说明】
[0013] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0014] 图1为本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串的轴向截面示意图；
[0015] 图2为图1中单个盘形悬式绝缘子的结构示意图；
[0016] 图3为一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0017] 图4为另一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0018] 图5为又一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0019] 图6为再一种弧线段在辅助直角坐标系中的位置示意图；
[0020] 图7为一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0021 ]图8为另一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0022] 图9为又一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0023] 图10为再一种直线段与主直角坐标系的X轴的位置关系图；
[0024] 图11为本发明实施例提供的一种盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法的 流程图；
[0025] 图12为本发明实施例提供的另一种盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法 的流程图；
[00%]图13为图12中步骤S300的具体实施流程图。
[0027] 附图标记：
[0028] 1-盘形悬式绝缘子， 10-伞状绝缘件，
[00巧]11-第一伞棱， 12-第二伞棱，
[0030] 13-第S伞棱， 14-第四伞棱，
[0031] 15-伞体， 20-铁帽，
[0032] 30-钢脚。
【具体实施方式】
[0033] 为了进一步说明本发明实施例提供的一种盘形悬式绝缘子串及其表面电导率的 计算方法，下面结合说明书附图进行详细描述。
[0034] 请参阅图1和图2,本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串包括串联的多个盘形悬 式绝缘子1，盘形悬式绝缘子1包括伞状绝缘件10、铁帽20和钢脚，其中，伞状绝缘件10包括 帽形头部和伞体15,帽形头部设置在伞状绝缘件10的伞顶，伞体15与帽形头部连接;沿伞体 15的伞沿指向伞体15的中屯、的方向，伞体15的内伞面上依次间隔环设有第一伞棱11、第二 伞棱12、第=伞棱13和第四伞棱14,第一伞棱11、第二伞棱12、第=伞棱13、第四伞棱14和伞 体15同轴线，且第一伞棱11、第二伞棱12、第=伞棱13和第四伞棱14分别沿伞体15的轴线延 伸，相对伞体15的内伞面，第一伞棱11的高度、第二伞棱12的高度、第=伞棱13的高度相等， 第四伞棱14的高度小于第一伞棱11的高度;铁帽20套置在帽形头部上;钢脚30设置在伞状 绝缘件10内。
[0035] 举例来说，请参阅图1和图2,本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串包括串联在 一起的多个盘形悬式绝缘子1，每个盘形悬式绝缘子1包括伞状绝缘件10、铁帽20和钢脚，其 中，伞状绝缘件10包括帽形头部和伞体15,帽形头部设置在伞状绝缘件10的伞顶，沿图2中 伞体15的伞沿指向伞体15的中屯、的方向，伞体15的内伞面上依次设置有第一伞棱11、第二 伞棱12、第=伞棱13和第四伞棱14,第一伞棱11、第二伞棱12、第=伞棱13和第四伞棱14分 别环绕伞体15的中屯、设置，且第一伞棱11与第二伞棱12之间、第二伞棱12与第=伞棱13之 间、第=伞棱13与第四伞棱14之间分别具有沟槽，第一伞棱11、第二伞棱12、第=伞棱13和 第四伞棱14分别沿着盘形悬式绝缘子1的轴线朝向图2的下方延伸，且相对图2中伞体15的 下表面，即相对伞体15的内伞面，第一伞棱11的高度、第二伞棱12的高度和第=伞棱13的长 高度相等，第四伞棱14的高度小于第一伞棱11的高度;铁帽20套置在帽形头部上;钢脚30设 置在伞状绝缘件10内。
[0036] 本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串可W应用于交流输电系统中，W支撑输送 交流电的输电线路，例如，支撑输送IlOkV的交流电的输电线路，并保持较好的绝缘性能，改 善输电系统的运行安全性。
[0037] 值得一提的是，上述实施例中，伞状绝缘件10可W是瓷绝缘件，即盘形悬式绝缘子 串为盘形悬式瓷绝缘子串，或者，伞状绝缘件10也可W是玻璃绝缘件，即盘形悬式绝缘子串 为盘形悬式玻璃绝缘子串，或者，伞状绝缘件10也可W是复合绝缘件，即盘形悬式绝缘子串 为盘形悬式复合绝缘子串。
[0038] 请参阅图11，本发明实施例还提供一种盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方 法，用于计算上述实施例提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率，所述盘形悬式绝缘子串 的表面电导率的计算方法包括：
[0039] 步骤S100、构建盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型；
[0040] 步骤S200、根据盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，确定盘形悬式绝 缘子串的整体形状系数F;
[0041 ] 步骤S600、构建盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO与盘形悬式绝缘子串的整体形 状系数F的关系模型；
[0042] 步骤S700、根据盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO与盘形悬式绝缘子串的整体形 状系数F的关系模型、盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，确定盘形悬式绝缘子串的表面 电导率〇〇。
[0043] 本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，先构建盘形 悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，W确定盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F， 然后构建盘形悬式绝缘子串的表面电导率与盘形悬式绝缘子串的整体形状系数的关系模 型，W确定盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇日，实现对盘形悬式绝缘子串的表面电导率曰0的 计算。因此，在本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法中，考虑了 盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F对盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO的影响，即考虑 了盘形悬式绝缘子串的表面结构特性对盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO的影响，采用本 发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法对盘形悬式绝缘子串的表 面电导率〇日进行计算时，可W提高盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇日的准确性，从而提高对 盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高根据仿真计算分析后获得的 结果制作形成的盘形悬式绝缘子串的绝缘性能。
[0044] 另外，由于采用本发明实施例提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法 对盘形悬式绝缘子串的表面电导率OO进行计算时，可W提高盘形悬式绝缘子串的表面电导 率曰0的准确性，从而提高对盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的仿真计算分析的准确性，提高 根据仿真计算分析后获得的结果制作形成的盘形悬式绝缘子串的绝缘性能，因而可W提高 输电系统的运行安全性。
[0045] 在上述实施例中，盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型可W有多种，例 如，可W将盘形悬式绝缘子串的实际体积与盘形悬式绝缘子串的外廓包容体的体积之间的 比值作为盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F。
[0046] 在本发明实施例中，请参阅图12,步骤S100、构建盘形悬式绝缘子串的整体形状系 数F的计算模型包括：
[0047] 步骤S110、获取盘形悬式绝缘子串的轴向截面；
[004引步骤S120、根据盘形悬式绝缘子串的轴向截面，建立主直角坐标系，主直角坐标系 的X轴为盘形悬式绝缘子串的中屯、线，盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型为：
，其中，ds为沿盘形悬式绝缘子串的轴向，盘形悬式绝缘子串的表面的爬电距离 的微段；为在ds内盘形悬式绝缘子串的外表面的周长;L为盘形悬式绝缘子串的表面的 积分路径。
[0049]具体实施时，请继续参阅图1，获取盘形悬式绝缘子串的轴向截面后，建立主直角 坐标系，主直角坐标系的X轴为盘形悬式绝缘子串的轴线，例如，如图2所示，主直角坐标系 的X轴为盘形悬式绝缘子串的轴线，即盘形悬式绝缘子1的轴线，且主直角坐标系的X轴的正 方向为由铁帽20指向伞状绝缘件10的方向，主直角坐标系的X轴分别穿过铁帽20的中屯、，主 直角坐标系的Y轴与主直角坐标系的X轴垂直，主直角坐标系的Y轴可W是沿盘形悬式绝缘 子串的轴向的任何位置，例如，主直角坐标系的Y轴可W穿过其中一个盘形悬式绝缘子的铁 帽20的中屯、，即主直角坐标系的原点位于其中一个盘形悬式绝缘子的铁帽20的中屯、。完成 主直角坐标系的建立后，则可W获得盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型：
[(K)加] (1)
[0051] 式（1)中，ds为沿盘形悬式绝缘子串的轴向，盘形悬式绝缘子串的表面的爬电距离 的微段，且S为X和y的函数，即s = s(x，y);23iy为在ds内盘形悬式绝缘子串的外表面的周长； L为盘形悬式绝缘子串的表面的积分路径。
[0052] 通过上述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，即可获取盘形悬式绝 缘子串的整体形状系数F。
[0053] 采用上述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，W获取盘形悬式绝缘 子串的整体形状系数F，考虑了盘形悬式绝缘子串的表面结构特征，与将盘形悬式绝缘子串 的实际体积与盘形悬式绝缘子串的外廓包容体的体积之间的比值作为盘形悬式绝缘子串 的整体形状系数F相比，提高了盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的准确度，从而进一步 提高盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇的准确性，提高对盘形悬式绝缘子串的绝缘性能的 仿真计算分析的准确性，提高根据仿真计算分析后获得的结果制作形成的盘形悬式绝缘子 串的绝缘性能。
[0054] 根据上述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，对盘形悬式绝缘子串 的整体形状系数F进行计算时，结合盘形悬式绝缘子串的结构特征，可W先对盘形悬式绝缘 子串中的单个盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa进行计算，然后确定盘形悬式绝缘子串 的整体形状系数F。
[0055] 具体地，请继续参阅图12,步骤200、确定盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F包 括：
[0056] 步骤S300、确定盘形悬式绝缘子串的单个盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa;
[0057] 步骤S400、获取盘形悬式绝缘子串中盘形悬式绝缘子的个数n;
[005引步骤S500、根据单个盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa,确定盘形悬式绝缘子 串的整体形状系数F，其中，F = nFA。
[0059] 上述实施例中，进行步骤S300、确定盘形悬式绝缘子串的单个盘形悬式绝缘子的 绝缘子形状系数Fa时，可W根据盘形悬式绝缘子的结构特征进行获取。
[0060] 请继续参阅图1，从盘形悬式绝缘子串的轴向截面可W看出，每个盘形悬式绝缘子 1中，伞状绝缘件10包括多个弧线段和多个直线段，因此，在获取单个盘形悬式绝缘子1的绝 缘子形状系数Fa时，可W将每个单个盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10分为多个弧线段和 多个直线段，并对每段弧线段的弧线段形状系数fall和每段直线段的直线段形状系数f312分 别进行计算，W获取单个盘形悬式绝缘子1的绝缘子形状系数Fa。
[0061] 具体地，请参阅图13,获取单个盘形悬式绝缘子1的绝缘子形状系数Fa包括：
[0062] 步骤S310、根据盘形悬式绝缘子串的轴向截面，对每个弧线段建立对应的辅助直 角坐标系，辅助直角坐标系的原点为对应的弧线段的圆屯、；
[0063] 步骤S320、获取弧线段的半径Rai,获取辅助直角坐标系的原点在主直角坐标系中 的Y轴坐标yoai，获取弧线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标 yall，获取弧线段远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标yal2;
[0064]步骤S330、根据弧线段的半径Rai、辅助直角坐标系的原点在主直角坐标系中的Y轴 坐标y〇al、弧线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标yall、弧线段 远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标yal2,确定弧线段的弧线段形 状系数fall;
[00化]步骤S340、获取直线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐 标yal3,获取直线段远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标yal4,获取 直线段与主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角抗1，获取直线段在主直角坐标系中的X 轴上的投影的长度Ial;
[0066] 步骤S350、根据直线段靠近主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐 标yai3、直线段远离主直角坐标系的X轴的端点在主直角坐标系中的Y轴坐标yal4、直线段与 主直角坐标系中的X轴的夹角抗1、直线段在主直角坐标系中的X轴上的投影的长度lal，确定 直线段的直线段形状系数fal2 ;
[0067] 步骤S360、根据弧线段的弧线段形状系数fall和直线段的直线段形状系数fal2,确 定单个盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa,其中，Fa= E fall+ E fai2。
[0068] 举例来说，W计算图1中左侧的单个盘形悬式绝缘子1的绝缘子形状系数Fa为例进 行详细说明，如图1所示，对图1中盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个弧线段建立 对应的辅助直角坐标系，图3示出了盘形悬式绝缘子1的其中一个弧线段建立对应的辅助直 角坐标系，辅助直角坐标系的原点为弧线段的圆屯、，辅助直角坐标系的原点在主直角坐标 系中的巧由坐标为ynal，弧线段位于辅助直角坐标系的第一象限，弧线段的半径为Ral,弧线段 具有左端点A、右端点B和中间点N，左端点A为弧线段远离X轴的端点，右端点B为弧线段靠近 X轴的端点，设定左端点A在主直角坐标系中的Y轴坐标为yai2，右端点B在主直角坐标系中的 Y轴坐标为yaii，中间点N在主直角坐标系中的Y轴坐标为y，假定弧线段上有一个动点，该动 点由左端点A沿着弧线段移动到中间端点N，此时，该动点移动的弧长为：
[0069]
(2)
[0070] 其中，
[0073] 将式(3)和式(4)代入式(2)中，可W得到：
[007。 （3)
[007^ (4)
[0074]
( 5 )
[0075] 将式(5)代入式(1)中，则可W得到弧线段形状系数fall为：
[007引
（6)
[0077]同理，如图4所示，当弧线段位于辅助直角坐标系的第二象限时，辅助直角坐标系 的原点为弧线段的圆屯、，辅助直角坐标系的原点在主直角坐标系中的Y轴坐标为yoai，弧线 段的半径为Ral，弧线段远离X轴的端点A在主直角坐标系中的巧由坐标为yal2，弧线段靠近X轴 的端点A在主直角坐标系中的Y轴坐标为yali，弧线段上的中间点N在主直角坐标系中的Y轴 坐标为y，假定弧线段上有一个动点，该动点由左端点A沿着弧线段移动到中间端点N，此时， 该动点移动的弧长为：
[0082] 将式(8)和式(9)代入式(7)中，可W得到：
[007引
[0079]
[0080] ( 8 )
[0081] (9)
[0083]
(10)
[0084] 将式(10)代入式(1)中，则可W得到弧线段形状系数fall为：
[0085]
( 11 )
[0086] 同理，采用上述推导方式，可W得知，弧线段位于辅助直角坐标系的第一象限或辅助直 角坐标系的第S象限时，如图3和图5所示，弧线段形状系i
^ 弧线段位于辅助直角坐标系的第二象限或辅助直角坐标系的第四象限时，如图4和图6所 示，弧线段的弧线段形状系数；
[0087] W对图1中盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个直线段为例进行说明，图 7示出了盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个直线段，直线段与主直角坐标系的X 轴的夹角为抗1，且直线段与主直角坐标系的X轴的夹角抗1<90°，直线段具有靠近主直角坐 标系的X轴的端点C、远离主直角坐标系的X轴的端点DW及位于直线段上的中间点M，靠近主 直角坐标系的X轴的端点C在主直角坐标系中的Y轴坐标为yai3,远离主直角坐标系的X轴的 端点D在主直角坐标系中的Y轴坐标为yai4,位于直线段上的中间点M在主直角坐标系中的Y 轴坐标为y，假定直线段上有一个动点，该动点由端点C沿着直线段移动到直线段的中间端 点M，即该动点由直线段的一个端点沿着直线段朝向主直角坐标系的X轴的正方向移动，移 动至直线段的中间端占 M，此时，该动点移动的弧长为：
[00则
（巧）
[0089] 将式(12)代入式(1)中，则可W得到直线段形状系数fal2为：
[0090]
( 13 )
[0091] 相应地，图8示出了钟罩型盘形悬式绝缘子1的伞状绝缘件10的其中一个直线段， 直线段与主直角坐标系的X轴的夹角为Pal,且直线段与主直角坐标系的X轴的夹角0al> 90°，直线段具有靠近主直角坐标系的X轴的端点C、远离主直角坐标系的X轴的端点DW及位 于直线段上的中间点M，靠近主直角坐标系的X轴的端点C在主直角坐标系中的Y轴坐标为 yal3,远离主直角坐标系的X轴的端点D在主直角坐标系中的巧由坐标为yal4,位于直线段上的 中间点M在主直角坐标系中的Y轴坐标为y，假定直线段上有一个动点，该动点由端点D沿着 直线段移动到直线段的中间端点M，即该动点由直线段的一个端点沿着直线段朝向主直角 坐标系的X轴的巿方向務动，務动至直线段的中间端点M，此时，该动点移动的弧长为：
[OOW] ( 14 )
[0093] ，则可W得到直线段形状系数fal2为：
[0094] …）
[00M]同理，采用上述推导方式，分别对图7至图10中的各种形状的直线段的直线段形状 系数fai2进行计算，可W得知，当直錶熙白丰官值业标累由的X轴的夹角满足:拉1<90°时，如 图7所示，直线段的直线段形状系！
；当直线段与主直角坐标系中的X 轴的夹角满足:eai>90°时，如图8所示，直线段的直线段形状系鑽
当直线段与主直角坐标系中的X轴的夹角满足:031 = 90°时，如图9所示，直线段的直线段形 状系i
；当直线段与主直角坐标系中的X轴的夹角满足:031 = 0°时，如图10所 示，直线段的直线段形状系i
[0096] 值得一提的是，获取单个盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa时，获取弧线段的 弧线段形状系数fall和获取直线段的直线段形状系数fal2的顺序可W是:先获取弧线段形状 系数fall，再获取直线段形状系数f 312，或者，先获取直线段形状系数f 312，再获取弧线段形状 系数fall。
[0097] 在上述实施例中，盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇与盘形悬式绝缘子串的整体 形状系数F的关系模型可W为：
[009引
（16 )
[0099] 式（16)中，U为加载在盘形悬式绝缘子串的表面上的电压，I为在盘形悬式绝缘子 串的表面加载电压U时的泄漏电流。
[0100] 请继续参阅图12，步骤S700、确定盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇包括：
[0101] 步骤S710、获取加载在盘形悬式绝缘子串的表面上的电压U;
[0102] 步骤S720、获取在盘形悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流I;
[0103] 步骤S730、根据加载在盘形悬式绝缘子串的表面上的电压U、在盘形悬式绝缘子串 的表面加载电压U时的泄漏电流I和盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，确定盘形悬式绝 缘子串的表面电导率曰0。
[0104] 为了进一步说明上述实施例提供的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法， 下面W计算XP-120产品的表面电导率为例进行详细说明。
[0105] XP-120产品包括串联在一起的屯个盘形悬式绝缘子，经计算得到：单个盘形悬式 绝缘子中，弧线段形状系数fall为O . 5621，直线段形状系数fal2为0.1783，因此，单个盘形悬 式绝缘子的绝缘子形状系数Fa为0.7404。
[0106] 根据上述结果，可W确定盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F为5.1828。
[0107] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可W在任何的一个或多 个实施例或示例中W合适的方式结合。
[0108] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应W所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种盘形悬式绝缘子串，其特征在于，包括串联的多个盘形悬式绝缘子，所述盘形悬 式绝缘子包括伞状绝缘件、铁帽和钢脚，其中，所述伞状绝缘件包括帽形头部和伞体，所述 帽形头部设置在所述伞状绝缘件的伞顶，所述伞体与所述帽形头部连接;沿所述伞体的伞 沿指向所述伞体的中屯、的方向，所述伞体的内伞面上依次间隔环设有第一伞棱、第二伞棱、 第Ξ伞棱和第四伞棱，所述第一伞棱、所述第二伞棱、所述第Ξ伞棱、所述第四伞棱和所述 伞体同轴线，且所述第一伞棱、所述第二伞棱、所述第Ξ伞棱和所述第四伞棱分别沿所述伞 体的轴线延伸，相对所述伞体的内伞面，所述第一伞棱的高度、所述第二伞棱的高度和所述 第Ξ伞棱的高度相等，所述第四伞棱的高度小于所述第一伞棱的高度;所述铁帽套置在所 述帽形头部上;所述钢脚设置在所述伞状绝缘件内。2. -种盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，用于计算如权利要求1所述的盘 形悬式绝缘子串的表面电导率，其特征在于，所述盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算 方法包括： 步骤S100、构建所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型； 步骤S200、根据所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的计算模型，确定所述盘形悬 式绝缘子串的整体形状系数F; 步骤S600、构建所述盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇与所述盘形悬式绝缘子串的整 体形状系数F的关系模型； 步骤S700、根据所述盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇与所述盘形悬式绝缘子串的整 体形状系数的关系模型、所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F，确定所述盘形悬式绝缘 子串的表面电导率〇〇。3. 根据权利要求2所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于，所 述步骤S100包括： 步骤S110、获取所述盘形悬式绝缘子串的轴向截面； 步骤S120、根据所述轴向截面，建立主直角坐标系，所述主直角坐标系的X轴为所述盘 形悬式绝缘子串的轴线，所述整体形状系数F的计算模型为；庚中，ds为沿所述 盘形悬式绝缘子串的轴向，所述盘形悬式绝缘子串的表面的爬电距离的微段;23iy为在ds内 所述盘形悬式绝缘子串的外表面的周长;L为所述盘形悬式绝缘子串的表面的积分路径。4. 根据权利要求3所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于，所 述步骤S200包括： 步骤S300、确定所述盘形悬式绝缘子串的单个盘形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa; 步骤S400、获取所述盘形悬式绝缘子的个数η; 步骤S500、根据所述绝缘子形状系数Fa,确定所述整体形状系数F，其中，F = nFA。5. 根据权利要求4所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于，沿 所述盘形悬式绝缘子串的轴向，所述盘形悬式绝缘子的伞状绝缘件包括多个弧线段和多个 直线段，所述步骤S300包括： 步骤S310、根据所述轴向截面，对每个所述弧线段建立对应的辅助直角坐标系，所述辅 助直角坐标系的原点为对应的所述弧线段的圆屯、. 步骤S320、获取所述弧线段的半径Rai，获取所述辅助直角坐标系的原点在所述主直角 坐标系中的Υ轴坐标yoal，获取所述弧线段靠近所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主直 角坐标系中的Y轴坐标yall，获取所述弧线段远离所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主 直角坐标系中的Y轴坐标yal2 ; 步骤S320、根据所述半径Ral、所述Y轴坐标y〇al、所述Y轴坐标yall、所述Y轴坐标yal2,确定 所述弧线段的弧线段形状系数fall ; 步骤S340、获取所述直线段靠近所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主直角坐标系 中的Y轴坐标yal3,获取所述直线段远离所述主直角坐标系的X轴的端点在所述主直角坐标 系中的Y轴坐标yal4,获取所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角抗1， 获取所述直线段在所述主直角坐标系中的X轴上的投影的长度lal ; 步骤S350、根据所述Y轴坐标yal3、所述Y轴坐标yal4、所述夹角抗1、所述长度lal，确定所述 直线段的直线段形状系数fal2 ; 步骤S360、根据所述弧线段形状系数fall和所述直线段形状系数fal2,确定单个所述盘 形悬式绝缘子的绝缘子形状系数Fa,其中，Fa= Σ f all+ Σ f al2。6. 根据权利要求5所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于，所 述弧线段位于所述辅助直角坐标系的第一象限或第Ξ象限时，所述弧线段形状系数所述弧线段位于所述辅助直角坐标系的第二象限或第四象限时，所述弧线段形状系数7. 根据权利要求5所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于， 所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角抗1<90°时，所述直线段 形状系薬所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角抗1>90°时，所述直线段 形状系1所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角抗1 = 90°时，所述直线段 形状系1所述直线段与所述主直角坐标系中的X轴的正方向之间的夹角抗1 = 0°时，所述直线段 形状系薬8. 根据权利要求1所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于，所 述盘形悬式绝缘子串的表面电导率〇〇与所述盘形悬式绝缘子串的整体形状系数F的关系模 型为U为加载在所述盘形悬式绝缘子串的表面上的电压，I为在所述盘形悬式绝 缘子串的表面加载电压加寸的泄漏电流。9.根据权利要求8所述的盘形悬式绝缘子串的表面电导率的计算方法，其特征在于，所 述步骤S700包括： 步骤S710、获取加载在所述盘形悬式绝缘子串的表面上的电压U; 步骤S720、获取在所述盘形悬式绝缘子串的表面加载电压U时的泄漏电流I; 步骤S730、根据所述电压U、所述泄漏电流I和所述整体形状系数F，确定所述盘形悬式 绝缘子串的表面电导率曰0。
【文档编号】H01B17/04GK105976949SQ201610286333
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】厉天威, 刘磊, 王程嘉, 罗兵, 李敏, 李斌, 唐力, 韩永霞, 张秋实
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 华南理工大学