本发明涉及电力设备监测诊断，尤其涉及一种复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法。
背景技术：
1、经济的高速发展，带来电网的不断地扩展。架空输电线路是电网的重要组成部分，其跨越地域广阔、运行环境多变复杂，因此不可避免的要经过一些特殊环境区域，这些环境区域包括高污秽环境区域。高污秽环境区域易导致输电线路的反复污闪跳闸，严重的影响了电网安全稳定的运行；输电线路通道走廊的紧缺，使高污秽地区运行的输电线路迁改费用高昂。如何有效的防控高污秽地区输电线路的污闪跳闸，如何安全可靠的运维高污秽地区的输电线路，一直是相关技术研究人员关注的焦点。
2、其中，高污秽环境区域的饱和等值盐密普遍大于0.35mg/cm2，线路设计及运维单位使用“统一爬电比距法”进行绝缘串长配置，无法满足运行环境要求，普遍存在绝缘配置不准确的问题。国网公司十八项反措指出：饱和等值盐密大于0.35mg/cm2应单独校核绝缘配置；但如何校核，却无相关指导的标准规范，该问题在包括山西朔州平鲁、内蒙古乌海、青海盐湖和部分沿海地区运行的输电线路中普遍存在。在高污秽地区如何进行准确的绝缘配置，是亟待解决的问题。
3、此外，复合绝缘子由于质量轻和体积小、方便安装、更换和运输等优点得到广泛应用，且复合绝缘子防污闪性能好，因为其表面能很低，呈现很强的憎水性，不易形成连续的水膜，因此泄露电流较小，难以形成局部电弧，不容易发生沿面闪络。但运行经验表明，在重污秽下，复合绝缘子闪络事故的问题仍然突出。
4、因此，精准的复合绝缘子污闪电压计算是进行高污秽条件下绝缘配置与污闪预警的关键方法，国内外相关科研机构对绝缘子的污闪机理与模型开展了大量研究，但主要针对标准中规定的常规污秽等级，因此，尽管国内外针对绝缘子污闪机制及预警技术开展了一定的研究，但是现有的方法仍然存在如下明显短板：1)缺乏对“高”污秽下复合绝缘子闪络特性的研究，因此依托“中”、“低”污秽度污闪试验结果对高污秽输电线路复合绝缘子进行配置缺乏合理性。2)目前的交流电弧重燃数学模型、污层电阻推导方法等均为中低污秽度下的研究结果，若高污秽度下的闪络模型对此关键计算步骤与参数进行传统方法的直接套用，将造成计算模型缺乏科学合理性，导致较大的模型计算误差。
技术实现思路
1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法实现复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，包括：
3、将初始参数输入至目标污闪电路模型，计算得到弧根半径；所述初始参数包括初始外施电压、初始局部电弧长度、杆径半径、绝缘子爬电长度、初始电弧电流、局部电弧长度增加量和外施电压增加量；
4、根据所述弧根半径计算得到目标剩余污层电阻，并基于牛顿割线法计算得到初始电弧电流；
5、根据所述初始电弧电流计算得到污层电压梯度和电弧电压梯度；
6、通过所述初始局部电弧长度与所述绝缘子爬电长度，判断是否达到闪络，并在未达到闪络时，基于所述污层电压梯度和所述电弧电压梯度的大小，对应增加所述初始局部电弧长度或所述初始外施电压，直至在达到闪络时计算得到污秽闪络电压。
7、在本发明的一个实施例中，通过在初始污闪电路模型中引入随机小电弧，得到所述目标污闪电路模型；所述目标污闪电路模型为在复合绝缘子重污秽条件下的污闪电路模型。
8、在本发明的一个实施例中，将初始参数输入至目标污闪电路模型，计算得到弧根半径，具体公式为：
9、
10、其中，r0为弧根半径，i为初始电弧电流。
11、在本发明的一个实施例中，根据所述弧根半径计算得到目标剩余污层电阻，具体公式为：
12、
13、其中，r(x,i)为目标剩余污层电阻，σs为表面污层电导率，l为绝缘子爬电长度，x为初始局部电弧长度，r1为杆径半径，r0为弧根半径。
14、在本发明的一个实施例中，根据所述初始电弧电流计算得到污层电压梯度和电弧电压梯度，具体公式为：
15、
16、其中，ep为污层电压梯度，up为污层电压，r(x,i)为目标剩余污层电阻，x为初始局部电弧长度，l为绝缘子爬电长度，i为初始电弧电流；
17、
18、其中，earc为电弧电压梯度，uarc为电弧电压，a、n为反映电弧特性的常数。
19、在本发明的一个实施例中，通过所述初始局部电弧长度与所述绝缘子爬电长度，判断是否达到闪络，包括：
20、当所述初始局部电弧长度大于或等于所述绝缘子爬电长度时，则当前达到闪络；
21、当所述初始局部电弧长度小于所述绝缘子爬电长度时，则当前未达到闪络，并比较所述污层电压梯度与所述电弧电压梯度的大小。
22、在本发明的一个实施例中，在未达到闪络时，基于所述污层电压梯度和所述电弧电压梯度的大小，对应增加所述初始局部电弧长度或所述初始外施电压，包括：
23、当所述污层电压梯度大于所述电弧电压梯度时，增加所述初始局部电弧长度至目标局部电弧长度；
24、当所述污层电压梯度小于或等于所述电弧电压梯度时，增加所述初始外施电压至目标外施电压。
25、在本发明的一个实施例中，增加得到所述目标局部电弧长度与所述目标外施电压的具体公式为：
26、x目标＝x+vdt；
27、其中，x目标为目标局部电弧长度，x为初始局部电弧长度，v为电弧的发展速度，dt为局部电弧长度增加量；
28、u目标＝u+du；
29、其中，u目标为目标外施电压，u为初始外施电压，du为外施电压增加量。
30、在本发明的一个实施例中，在直流条件下，计算得到所述污秽闪络电压，具体公式为：
31、uc1＝axi-n+r(x,i)i；
32、其中，uc1为直流条件下的污秽闪络电压，r(x,i)为目标剩余污层电阻，a、n为反映电弧特性的常数，x为初始局部电弧长度，i为初始电弧电流。
33、在本发明的一个实施例中，在交流条件下，计算得到所述污秽闪络电压，具体公式为：
34、
35、其中，uc2为交流条件下的污秽闪络电压，x为初始局部电弧长度，i为初始电弧电流。
36、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：
37、本发明提供了一种复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，引入了随机电弧概念，更加符合重污秽条件下的电弧发展状态；根据电磁场理论中的电轴法推导剩余污层，更加适合多电弧的状态；测试修正了重污秽条件下的关键模型参数；实现了复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算，具有很好的应用前景。
1.一种复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，通过在初始污闪电路模型中引入随机小电弧，得到所述目标污闪电路模型；所述目标污闪电路模型为在复合绝缘子重污秽条件下的污闪电路模型。
3.根据权利要求1所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，将初始参数输入至目标污闪电路模型，计算得到弧根半径，具体公式为：
4.根据权利要求3所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，根据所述弧根半径计算得到目标剩余污层电阻，具体公式为：
5.根据权利要求1所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，根据所述初始电弧电流计算得到污层电压梯度和电弧电压梯度，具体公式为：
6.根据权利要求1所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，通过所述初始局部电弧长度与所述绝缘子爬电长度，判断是否达到闪络，包括：
7.根据权利要求6所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，在未达到闪络时，基于所述污层电压梯度和所述电弧电压梯度的大小，对应增加所述初始局部电弧长度或所述初始外施电压，包括：
8.根据权利要求7所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，增加得到所述目标局部电弧长度与所述目标外施电压的具体公式为：
9.根据权利要求1所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，在直流条件下，计算得到所述污秽闪络电压，具体公式为：
10.根据权利要求1所述的复合绝缘子重污秽条件下闪络电压计算方法，其特征在于，在交流条件下，计算得到所述污秽闪络电压，具体公式为：
