專利名稱：用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種高電壓裝置，具體是一種用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外運行經(jīng)驗表明雷電繞擊是超/特高壓線路安全穩(wěn)定運行面臨的最主要風(fēng)險，采用準(zhǔn)確的繞擊屏蔽性能計算方法在 設(shè)計階段評估并降低線路的繞擊風(fēng)險是至關(guān)重要的?；诶纂娪^測和長空氣間隙放電成果的先導(dǎo)發(fā)展法(以下簡稱為LPM)是近年被電網(wǎng)公司和科研機構(gòu)廣泛關(guān)注的線路繞擊計算方法，這種方法試圖模擬雷電發(fā)展的物理過程并考慮了多種復(fù)雜因素的影響，從而可能更加準(zhǔn)確的預(yù)測超/特高壓線路的繞擊風(fēng)險。LPM的最大缺陷是雷電發(fā)展過程的參數(shù)和判據(jù)難以確定，從而可能增大計算誤差。上行先導(dǎo)的起始判據(jù)、上行先導(dǎo)和下行先導(dǎo)的運動速度、最后間隙擊穿發(fā)生雷擊的判據(jù)是LPM中最關(guān)鍵的三個參數(shù)，難以在實際運行線路中獲得，而當(dāng)前國內(nèi)外進行的線路雷電屏蔽性能模型試驗是獲取LPM關(guān)鍵參數(shù)的有效途徑。當(dāng)前國內(nèi)外線路雷電屏蔽性能模型試驗?zāi)M雷電下行先導(dǎo)使用的高壓電極有兩種類型。使用最多的是如錢冠軍，王曉瑜和汪雁在《雷電屏蔽模擬理論與試驗技術(shù)的研究》，(高電壓技術(shù)，1998，24 (2):26-31)—文中提出的金屬長棒電極，如T. Suzuki, K. Miyake和 T. Shindo 在〈〈Study on experimental simulation of lightning strokes)) (IEEETransactions on Power Apparatus and Systems, 1981,100 (4) :1703-1711)—文中提出的金屬(圓平板+長棒)的電極也有少量使用。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，已有的兩種高壓電極在線形目的物(導(dǎo)線、地線模型)表面產(chǎn)生的場強仍較低，在較長空氣間隙放電的情況下，很難達到線形目的物上行先導(dǎo)起始的臨界表面場強，難以模擬能量較高、回擊電流幅值較大的雷電對線形目的物上上行先導(dǎo)的起始和發(fā)展的影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極。該凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極與現(xiàn)有技術(shù)相比，施加相同的沖擊電壓時，會對線形目的物表面產(chǎn)生更高的場強。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極，特點在于其構(gòu)成包括凹面結(jié)構(gòu)、金屬長棒和高壓引線端子，所述的凹面結(jié)構(gòu)呈瓦狀，由金屬主支架和金屬次支架正交連接而成具有一定長度的、一定曲率半徑和一定圓心角的瓦狀框網(wǎng)支架上敷設(shè)一層金屬編織網(wǎng)而成，該瓦狀框網(wǎng)的兩邊緣安裝有金屬防電暈罩，所述的金屬長棒的一端連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)的下表面的正中央，另一端成球狀，所述的高壓引線端子連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)的上表面的正中央。[0009]所述的連接為焊接。所述的金屬次支架的直徑小于金屬主支架的直徑。所述的金屬防電暈罩安裝在凹面結(jié)構(gòu)的外邊緣，是為了防止凹面結(jié)構(gòu)外邊緣在高壓試驗時發(fā)生電暈放電。所述的高壓引線端子是與沖擊電壓發(fā)生器的連接部位。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是實驗表明在相同試驗條件下對高壓電極施加同一幅值·沖擊電壓時，本實用新型能在線形目的物表面產(chǎn)生更高的場強。

·圖I是本實用新型用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型一個實施例的示意圖。圖3是有限元仿真計算得出的在相同試驗條件下采用已有電極和本實用新型的電極時線形目的物表面最大場強分布的比較圖。圖中1.凹面結(jié)構(gòu)，2.金屬長棒，3.金屬主支架，4.金屬次支架，5.金屬編織網(wǎng)，
6.金屬防電暈罩，7.高壓引線端子，8.高壓引線，9.沖擊電壓發(fā)生器，10.線形目的物。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。圖I是本實用新型用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本實用新型用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極的構(gòu)成包括凹面結(jié)構(gòu)I、金屬長棒2和高壓引線端子7，所述的凹面結(jié)構(gòu)I呈瓦狀，由金屬主支架3和金屬次支架4正交連接，具有一定長度的、一定曲率半徑和一定圓心角的瓦狀框網(wǎng)支架上敷設(shè)一層金屬編織網(wǎng)5而成，該瓦狀框網(wǎng)的兩邊緣安裝有金屬防電暈罩6，所述的金屬長棒2的一端連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)I的下表面的正中央，另一端成球狀，所述的高壓引線端子7連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)I的上表面的正中央。圖2給出了本實用新型一個實施例的使用狀態(tài)的示意圖，在實施例中各部件選用的參數(shù)如下凹面結(jié)構(gòu)I采用長4m、內(nèi)徑2m、圓心角為90°的1/4圓筒狀結(jié)構(gòu)。金屬長棒2為長2m、半徑0. 009m的實心鐵棒,焊接在凹面結(jié)構(gòu)I下表面的正中央，其下端頭部為一半徑
0.Olm的圓球。金屬主支架3由外直徑0. 04m、壁厚0. 002m的鋼管焊接成型。金屬次支架4由外直徑0. 02m、壁厚0. OOlm的鋼管焊接成型后與金屬主支架3焊接連接。金屬編織網(wǎng)5為半徑0. 5mm、單元格為0. 02X0. 02m的鐵絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金屬主支架3和金屬次支架4焊接連接。金屬防電暈罩6為厚度0.5_的鋁帶環(huán)狀纏繞在金屬主支架3的外邊緣上。高壓引線端子7為底面焊接在凹面結(jié)構(gòu)I上表面正中央的大號鐵螺絲，使用螺母將高壓引線8固定在高壓引線端子7上。高壓引線8采用半徑5_的銅編織線。沖擊電壓發(fā)生器9采用SJTU-3000型沖擊電壓發(fā)生器，可輸出2000kV的操作沖擊電壓。線形目的物10采用長度為20m、半徑為0. 00875m的鋼絞線模擬特高壓直流線路的地線。本實用新型懸掛在線形目的物10的正上方，金屬長棒電極2頭部指向線形目的物10且距線形目的物10的間隙長度為3m。采用沖擊電壓發(fā)生器9對本實用新型施加2000kV的操作沖擊電壓。圖3是有限元仿真計算得出的在相同試驗條件下采用不同電極時線形目的物表面最大場強分布的比較圖，計算使用的具體參數(shù)如下計算用長棒電極為長2m、半徑0. 009m、頭部為一半徑0. Olm的圓球的實心鐵棒,金屬長棒電極指向線形目的物；計算用(圓平板+長棒)電極為長2m、半徑0. 009m、頭部為一半徑0. Olm的圓球的實心鐵棒焊接在半徑2m厚度0. Olm的圓鐵板中心,長棒電極指向線形目的物；計算用本實用新型三個實施例(三種尺寸)為長2m、半徑0.009m、頭部為一半徑-0.Olm的圓球的實心鐵棒焊接在長4m、半徑分別為2m、3m、4m、圓心角為90°的1/4圓筒狀結(jié)構(gòu)凹面結(jié)構(gòu)下表面正中央，長棒電極指向線形目的物。所有的長棒電極均位于線形目的物正上方。線形目的物采用長度為20m、半徑為0. 00875m的鋼絞線模擬特高壓直流線路的地線，其對地高度為16m。長棒電極、(圓平板+長棒)電極和本實用新型的棒電極頭部都距線形目的物10的間隙距離為3m。對不同電極施加2000kV的電壓，使用有限元仿真計算得到相同試驗條件下采用不同電極時線形目的物表面最大場強分布比較圖如圖3所示。從圖3中可以得出，在相同試驗條件下對高壓電極施加同一幅值的沖擊電壓時，本實用新型能在線形目的物表面產(chǎn)生更高的場強。
權(quán)利要求1.一種用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極，特征在于其構(gòu)成包括凹面結(jié)構(gòu)(I)、金屬長棒(2)和高壓引線端子(7)； 所述的凹面結(jié)構(gòu)(I)呈瓦狀，由金屬主支架(3)和金屬次支架(4)正交連接，具有一定長度的、一定曲率半徑和一定圓心角的瓦狀框網(wǎng)支架上敷設(shè)一層金屬編織網(wǎng)(5)而成，該瓦狀框網(wǎng)的兩邊緣安裝有金屬防電暈罩(6)，所述的金屬長棒(2)的一端連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)(I)的下表面的正中央，另一端成球狀，所述的高壓引線端子(7)連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)(I)的上表面的正中央。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極，其特征是，所述的連接為焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極，其特征是，所述的金屬次支架(4)的直徑小于金屬主支架(3)的直徑。
專利摘要一種用于增加線形目的物表面場強的凹面加棒結(jié)構(gòu)的高壓電極，包括凹面結(jié)構(gòu)、金屬長棒和高壓引線端子，所述的凹面結(jié)構(gòu)呈瓦狀，由金屬主支架和金屬次支架正交連接而成具有一定長度的、一定曲率半徑和一定圓心角的瓦狀框網(wǎng)支架上敷設(shè)一層金屬編織網(wǎng)而成，該瓦狀框網(wǎng)的兩邊緣安裝有金屬防電暈罩，所述的金屬長棒的一端連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)的下表面的正中央，另一端成球狀，所述的高壓引線端子連接在所述的凹面結(jié)構(gòu)的上表面的正中央。與現(xiàn)有電極相比,本實用新型電極能在線形目的物表面產(chǎn)生更高的場強，可用于輸電線路雷電屏蔽模型試驗，能用于模擬能量較高、回擊電流幅值較大的雷電背景下線形目的物上的上行先導(dǎo)的起始和發(fā)展。
文檔編號H01T19/00GK202434887SQ20112052191
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者傅正財, 江安烽, 王國利, 陳堅 申請人:上海交通大學(xué), 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司