CN117574726A - 一种端部金具放电电压计算方法、***、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种端部金具放电电压计算方法、***、设备和介质，涉及金具技术领域。采用有限元方法计算结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据。基于电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压。按照流注临界起始电压对各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值。基于金具正极性操作冲击放电电压和放电电压试验值进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。通过目标金具放电电压计算模型计算端部金具放电电压。通过有限元仿真计算出流注临界起始电压，以该电压开始加压，减少试验时间和经济成本。
Description
技术领域
本发明涉及金具技术领域，尤其涉及端部金具放电电压计算方法、***、设备和介质。
背景技术
换流站阀厅设备是电力***中重要的组成部分，用于实现电能的输送和转换。换流站阀厅设备端部金具的放电电压是评估设备状态、保证设备安全运行的重要指标之一。
然而，海拔高度的不同会导致大气压力和温度等环境条件变化，从而影响端部金具放电电压的准确测量和判断，这给设备控制和运行带来了困扰。目前的解决方案往往通过传感器测量大气压力和温度等环境参数，再进行补偿或修正。然而，这种方法需要对传感器进行安装和维护，增加了设备成本，操作复杂性高。
发明内容
本发明提供了一种端部金具放电电压计算方法、***、设备和介质，解决了现有的端部金具放电电压计算方法是通过传感器测量大气压力和温度等环境参数，需要对传感器进行安装和维护，增加了设备成本，操作复杂性高的技术问题。
本发明提供的一种端部金具放电电压计算方法，包括：
获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算所述结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据；
根据所述电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压；
按照所述流注临界起始电压对各所述预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值；
根据所述金具正极性操作冲击放电电压和所述放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型；
将所述实际海拔高度代入所述目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成所述端部金具对应的放电电压。
可选地，所述根据所述电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压的步骤，包括：
将所述电场分布数据代入预设光电离模型计算所述端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压；
所述预设光电离模型对应的光电离判据为：
式中，r为电极半径；r1为电子崩头部半径；zi表示电离层边界，由α＝η确定；α为电离系数；η为吸附系数；γph为表面光电子发射系数；μ为光子吸收系数；g(l)为几何因素；
从所述流注临界起始电压开始加压对所述端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
可选地，所述根据所述金具正极性操作冲击放电电压和所述放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型的步骤，包括：
从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取所述金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压；
将所述间隙距离放电电压和所述金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数；
所述初始金具放电电压计算模型为：
其中，U为放电电压；U0为海拔0m下棒板正极性操作冲击放电电压，其单位为kV；H为海拔高度，其单位为m；k1为形状因数，k2为海拔因数，k1、k2为无量纲，e取2.7183；
采用所述模型参数对所述初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型；
根据所述放电电压试验值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
可选地，所述根据所述放电电压试验值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型的步骤，包括：
将各所述预设海拔高度对应的中间海拔高度分别代入所述中间金具放电电压计算模型进行放电电压计算，生成放电电压计算值；
将所述放电电压计算值和所述放电电压试验值代入预设误差计算公式进行误差计算，生成相对均方根误差；
所述预设误差计算公式为：
式中，δ为相对均方根误差；n表示中间海拔高度的总个数；i取值为1,2……n；Ui为第i个中间海拔高度的放电电压试验值；U′i为第i个中间海拔高度的放电电压计算值；
根据所述相对均方根误差和预设误差阈值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
可选地，所述根据所述相对均方根误差和预设误差阈值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型的步骤，包括：
判断所述相对均方根误差是否大于预设误差阈值；
若是，则将所述放电电压计算值和所述放电电压试验值的平均值作为对应的操作冲击放电电压；
将所述操作冲击放电电压代入所述中间金具放电电压计算模型进行模型参数修正，生成目标金具放电电压计算模型；
若否，则将所述中间金具放电电压计算模型作为所述目标金具放电电压计算模型。
本发明还提供了一种端部金具放电电压计算***，包括：
电场分布数据生成模块，用于获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算所述结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据；
流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压确定模块，用于根据所述电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压；
放电电压试验值生成模块，用于按照所述流注临界起始电压对各所述预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值；
目标金具放电电压计算模型生成模块，用于根据所述金具正极性操作冲击放电电压和所述放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型；
放电电压生成模块，用于将所述实际海拔高度代入所述目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成所述端部金具对应的放电电压。
可选地，所述流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压确定模块包括：
流注临界起始电压生成模块，用于将所述电场分布数据代入预设光电离模型计算所述端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压；
所述预设光电离模型对应的光电离判据为：
式中，r为电极半径；r1为电子崩头部半径；zi表示电离层边界，由α＝η确定；α为电离系数；η为吸附系数；γph为表面光电子发射系数；μ为光子吸收系数；g(l)为几何因素；
金具正极性操作冲击放电电压生成模块，用于从所述流注临界起始电压开始加压对所述端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
可选地，所述目标金具放电电压计算模型生成模块包括：
间隙距离放电电压生成模块，用于从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取所述金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压；
模型参数生成模块，用于将所述间隙距离放电电压和所述金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数；
所述初始金具放电电压计算模型为：
其中，U为放电电压；U0为海拔0m下棒板正极性操作冲击放电电压，其单位为kV；H为海拔高度，其单位为m；k1为形状因数，k2为海拔因数，k1、k2为无量纲，e取2.7183；
中间金具放电电压计算模型生成模块，用于采用所述模型参数对所述初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型；
目标金具放电电压计算模型生成子模块，用于根据所述放电电压试验值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行实现如上述任一项端部金具放电电压计算方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项端部金具放电电压计算方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据。基于电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压。按照流注临界起始电压对各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值。基于金具正极性操作冲击放电电压和放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。将实际海拔高度代入目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成端部金具对应的放电电压。解决了现有的端部金具放电电压计算方法是通过传感器测量大气压力和温度等环境参数，需要对传感器进行安装和维护，增加了设备成本，操作复杂性高的技术问题。通过有限元仿真计算出流注临界起始电压，以该电压开始加压，减少试验时间和经济成本。模型的构建考虑了间隙结构和海拔因素，使得端部金具的放电电压计算更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种端部金具放电电压计算方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种端部金具放电电压计算方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例二提供的正极性标准操作冲击放电试验布置图；
图4为本发明实施例二提供的环径1.6m均压环竖直对地3m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图；
图5为本发明实施例二提供的环径1.6m均压环竖直对地4m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图；
图6为本发明实施例二提供的环径1.6m均压环竖直对地6m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图；
图7为本发明实施例二提供的环径2.6m均压环竖直对地1.5m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图；
图8为本发明实施例三提供的一种端部金具放电电压计算***的结构框图。
图3中的附图标记为：
1、冲击电压发生器；2、波纹管；3、绝缘子；4、吊车；5、三孔均压球；6、试品；7、接地桩。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种端部金具放电电压计算方法、***、设备和介质，用于解决现有的端部金具放电电压计算方法是通过传感器测量大气压力和温度等环境参数，需要对传感器进行安装和维护，增加了设备成本，操作复杂性高的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种端部金具放电电压计算方法的步骤流程图。
本发明实例一提供的一种端部金具放电电压计算方法，包括：
步骤101、获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据。
预设海拔高度是指事先设置的海拔高度，通常设置为0m，1000m，2000m，3000m，4000m，5000m。预设间隙距离是指根据需要设置的间距距离。
在本发明实施例中，利用有限元方法获得端部金具在各个海拔高度(0m，1000m，2000m，3000m，4000m，5000m)不同间隙距离下的电场分布，从而得到电场分布数据。
步骤102、根据电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压。
在本发明实施例中，将电场分布数据代入预设光电离模型计算端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压。从流注临界起始电压开始加压对端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
步骤103、按照流注临界起始电压对各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值。
在本发明实施例中，根据各海拔高度之间的中间高度(500m，1500m，2500m，3500m，4500m)分别进行正极性操作冲击试验获得各放电电压试验值。
步骤104、根据金具正极性操作冲击放电电压和放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
在本发明实施例中，从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压。将间隙距离放电电压和金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数。采用模型参数对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型。基于放电电压试验值对中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
步骤105、将实际海拔高度代入目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成端部金具对应的放电电压。
在本发明实施例中，当构建得到端部金具对应的目标金具放电电压计算模型后，将端部金具对应的实际海拔高度代入目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，即可计算得到端部金具对应的放电电压。
在本发明实施例中，通过获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据。基于电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压。按照流注临界起始电压对各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值。基于金具正极性操作冲击放电电压和放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。将实际海拔高度代入目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成端部金具对应的放电电压。解决了现有的端部金具放电电压计算方法是通过传感器测量大气压力和温度等环境参数，需要对传感器进行安装和维护，增加了设备成本，操作复杂性高的技术问题。通过有限元仿真计算出流注临界起始电压，以该电压开始加压，减少试验时间和经济成本。模型的构建考虑了间隙结构和海拔因素，使得端部金具的放电电压计算更加准确。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种端部金具放电电压计算方法的步骤流程图。
本发明实例二提供的另一种端部金具放电电压计算方法，包括：
步骤201、获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据。
在本发明实施例中，步骤201的具体实施过程与步骤101类似，在此不再赘述。
步骤202、根据电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压。
进一步地，步骤202可以包括以下子步骤S11-S12：
S11、将电场分布数据代入预设光电离模型计算端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压。
S12、从流注临界起始电压开始加压对端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
在本发明实施例中，按照结构数据进行试验装置模拟化，生成试验装置。试验装置由冲击电压发生器1、波纹管2、绝缘子3、吊车4、三孔均压球5、试品6、接地桩7构成，即如图3进行试验布置，采用计算设备进行对应的模拟布置，从而构建得到试验装置，转角球内部设置母线连接件和绝缘子3连接件，顶端用复合悬垂绝缘子3垂直悬吊。高压引线一端连接转角球，另一端连接冲击电压发生器1；另一条母线垂直布置，上端连接转角球底端，另一端连接试品6。大厅地面上平铺镀锌铁板，以模拟地面。试验过程中，冲击发生器产生标准正极性操作冲击电压波形以进行冲击试验。
利用预设光电离模型结合电场分布数据计算端部金具放电流注临界起始电压值，光电离判据如下所示，当下述式子等于1时，即可得到流注临界起始电压。
式中，r为电极半径；r1为电子崩头部半径；zi表示电离层边界，由α＝η确定；α为电离系数；η为吸附系数；γph为表面光电子发射系数；μ为光子吸收系数；g(l)为几何因素。
上式中α、η、μ取值与电场强度及空气密度相关，其计算公式如下所示：
μ＝δμ0；
式中，E为空间电场强度，kV/cm；δ为空气相对密度，计算公式为：
式中，t表示试验环境温度；p表示试验环境大气压强；p0表示标准大气压强。
式中光子吸收系数μ与空气相对密度成正比，μ0为标准大气条件下光子吸收系数。
在各个海拔高度分别从流注临界起始电压开始加压进行正极性操作冲击放电试验，获得金具正极性操作冲击放电电压。
步骤203、按照流注临界起始电压对各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值。
在本发明实施例中，步骤203的具体实施过程与步骤103类似，在此不再赘述。
步骤204、从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压。
预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库是指包括0m海拔下的棒板正极性操作冲击放电电压数据的数据库。
0m海拔不同间隙距离下棒-板空气间隙的50％操作冲击放电电压对照表如表1所示。
表1 0m海拔棒-板正极性操作冲击放电电压对照表
在本发明实施例中，选取预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压。
步骤205、将间隙距离放电电压和金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数。
在本发明实施例中，建立以0m棒-板放电电压为基准考虑海拔高度影响的金具放电电压计算模型，其中，U为放电电压；U0为海拔0m下棒板正极性操作冲击放电电压，其单位为kV；H为海拔高度，其单位为m；k1为形状因数，k2为海拔因数，k1、k2为无量纲，e取2.7183。
将各海拔点的金具正极性操作冲击放电电压与0m海拔下的棒板正极性操作冲击放电电压数据库相对应间隙距离放电电压代入计算模型中确定计算模型的参数k1、k2的具体数值，从而得到模型参数。
步骤206、采用模型参数对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型。
在本发明实施例中，将计算得到的模型参数对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，从而得到中间金具放电电压计算模型。
步骤207、根据放电电压试验值对中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
进一步地，步骤207可以包括以下子步骤S21-S23：
S21、将各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别代入中间金具放电电压计算模型进行放电电压计算，生成放电电压计算值。
S22、将放电电压计算值和放电电压试验值代入预设误差计算公式进行误差计算，生成相对均方根误差。
预设误差计算公式为：
式中，δ为相对均方根误差；n表示中间海拔高度的总个数；i取值为1,2……n；Ui为第i个中间海拔高度的放电电压试验值；U′i为第i个中间海拔高度的放电电压计算值。
S23、根据相对均方根误差和预设误差阈值对中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
进一步地，步骤S23可以包括以下子步骤S231-S234：
S231、判断相对均方根误差是否大于预设误差阈值，若是，则执行步骤S232，若否，则执行步骤S234。
S232、将放电电压计算值和放电电压试验值的平均值作为对应的操作冲击放电电压。
S233、将操作冲击放电电压代入中间金具放电电压计算模型进行模型参数修正，生成目标金具放电电压计算模型。
S234、将中间金具放电电压计算模型作为目标金具放电电压计算模型。
预设误差阈值为10％。
在本发明实施例中，将各海拔高度之间的中间高度代入计算模型计算与中间海拔高度试验值进行误差计算来确定计算模型的有效性并进行修正。具体地，首先，先将各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别代入中间金具放电电压计算模型进行放电电压计算，生成放电电压计算值。然后，再将放电电压计算值和放电电压试验值代入预设误差计算公式进行误差计算，生成相对均方根误差。最后基于相对均方根误差和预设误差阈值对中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。即若相对均方根误差小于或等于10％，则采用该计算模型，即将中间金具放电电压计算模型作为目标金具放电电压计算模型。若相对均方根误差大于10％，则采用放电电压计算值与放电电压试验值之间的平均值作为该间隙距离下的50％操作冲击放电电压，得到修正的形状因数k1和海拔因数k2，代入中间金具放电电压计算模型中，并最终得到修正的计算模型即目标金具放电电压计算模型。
步骤208、将实际海拔高度代入目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成端部金具对应的放电电压。
在本发明实施例中，步骤208的具体实施过程与步骤105类似，在此不再赘述。
具体地，如图3和图4所示，按照上述步骤将对环径1.6m均压环竖直对地3m进行操作冲击放电试验，试验电压波形采用标准操作冲击电压。得到环径1.6m均压环竖直对地3m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图。
如图3和图5所示，按照上述步骤将对环径1.6m均压环竖直对地4m进行操作冲击放电试验，试验电压波形采用标准操作冲击电压。得到环径1.6m均压环竖直对地4m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图。
如图3和图6所示，按照上述步骤将对环径1.6m均压环竖直对地6m进行操作冲击放电试验，试验电压波形采用标准操作冲击电压。得到环径1.6m均压环竖直对地6m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图。
如图3和图7所示，按照上述步骤将对环径2.6m均压环竖直对地1.5m进行操作冲击放电试验，试验电压波形采用标准操作冲击电压。得到环径2.6m均压环竖直对地1.5m间隙放电电压U-海拔高度H的特性曲线图。
经过上述实验可以计算得到k1＝1.17～2.15，k2＝0.53～0.88。
在本发明实施例中，通过建立不同间隙类型和间隙距离所对应放电电压计算公式，可以计算出在不同海拔高度下的放电电压值，从而实现校正。在本方法中，使用光电离判据结合有限元仿真计算出流注临界起始电压，以该电压开始加压，减少试验时间和经济成本。针对低海拔地区，使用棒板电压作为校正基准值。棒板电压是一种普遍且广泛采集到的数据，可在众多换流站阀厅设备的操作记录和测试数据中获取。由于低海拔地区大气压力和温度等环境条件与其他地区相比较为稳定，棒板电压可以作为可靠的参考值来进行校正，相比传统的基于传感器测量的校正方法，本发明的优点在于不再需要额外安装和维护传感器设备，而是利用已有的操作记录和测试数据中的棒板电压作为校正基准。这样一来，不仅避免了传感器成本和维护的问题，还可利用广泛的数据来源来进行校正，提高了计算方法的可行性和普适性。模型基于0m海拔下棒-板间隙放电电压数据库建立，考虑了间隙结构和海拔因素，使得金具放电电压计算更加准确。使用光电离判据结合有限元仿真计算出流注临界起始电压，以该电压开始加压，减少试验时间和经济成本。以数据更为丰富、稳定的0m棒-板放电电压为基准，减少了0m海拔试验的工作。满足实际工程中换流站阀厅设备端部金具设计安装的安全性及经济性的参考依据，不仅能够准确地得到高海拔地区各类金具的放电电压，而且降低了工作量，节省了大量成本。
请参阅图8，图8为本发明实施例三提供的一种端部金具放电电压计算***的结构框图。
本发明实例三提供的一种端部金具放电电压计算***，包括：
电场分布数据生成模块801，用于获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据。
流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压确定模块802，用于根据电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压。
放电电压试验值生成模块803，用于按照流注临界起始电压对各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值。
目标金具放电电压计算模型生成模块804，用于根据金具正极性操作冲击放电电压和放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
放电电压生成模块805，用于将实际海拔高度代入目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成端部金具对应的放电电压。
可选地，流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压确定模块802包括：
流注临界起始电压生成模块，用于将电场分布数据代入预设光电离模型计算端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压。
预设光电离模型对应的光电离判据为：
式中，r为电极半径；r1为电子崩头部半径；zi表示电离层边界，由α＝η确定；α为电离系数；η为吸附系数；γph为表面光电子发射系数；μ为光子吸收系数；g(l)为几何因素。
金具正极性操作冲击放电电压生成模块，用于从流注临界起始电压开始加压对端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
可选地，目标金具放电电压计算模型生成模块804包括：
间隙距离放电电压生成模块，用于从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压。
模型参数生成模块，用于将间隙距离放电电压和金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数。
初始金具放电电压计算模型为：
其中，U为放电电压；U0为海拔0m下棒板正极性操作冲击放电电压，其单位为kV；H为海拔高度，其单位为m；k1为形状因数，k2为海拔因数，k1、k2为无量纲，e取2.7183；
中间金具放电电压计算模型生成模块，用于采用模型参数对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型。
目标金具放电电压计算模型生成子模块，用于根据放电电压试验值对中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
可选地，目标金具放电电压计算模型生成子模块可以执行以下步骤：
将各预设海拔高度对应的中间海拔高度分别代入中间金具放电电压计算模型进行放电电压计算，生成放电电压计算值；
将放电电压计算值和放电电压试验值代入预设误差计算公式进行误差计算，生成相对均方根误差；
预设误差计算公式为：
式中，δ为相对均方根误差；n表示中间海拔高度的总个数；i取值为1,2……n；Ui为第i个中间海拔高度的放电电压试验值；U′i为第i个中间海拔高度的放电电压计算值；
根据相对均方根误差和预设误差阈值对中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
可选地，目标金具放电电压计算模型生成子模块还可以执行以下步骤：
判断相对均方根误差是否大于预设误差阈值；
若是，则将放电电压计算值和放电电压试验值的平均值作为对应的操作冲击放电电压；
将操作冲击放电电压代入中间金具放电电压计算模型进行模型参数修正，生成目标金具放电电压计算模型；
若否，则将中间金具放电电压计算模型作为目标金具放电电压计算模型。
本发明实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括：存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述任一实施例的端部金具放电电压计算方法。
存储器可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。这些代码当由计算处理设备运行时，导致该计算处理设备执行上面所描述的端部金具放电电压计算方法中的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的端部金具放电电压计算方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种端部金具放电电压计算方法，其特征在于，包括：
获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算所述结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据；
根据所述电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压；
按照所述流注临界起始电压对各所述预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值；
根据所述金具正极性操作冲击放电电压和所述放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型；
将所述实际海拔高度代入所述目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成所述端部金具对应的放电电压。
2.根据权利要求1所述的端部金具放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压的步骤，包括：
将所述电场分布数据代入预设光电离模型计算所述端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压；
所述预设光电离模型对应的光电离判据为：
式中，r为电极半径；r1为电子崩头部半径；zi表示电离层边界，由α＝η确定；α为电离系数；η为吸附系数；γph为表面光电子发射系数；μ为光子吸收系数；g(l)为几何因素；
从所述流注临界起始电压开始加压对所述端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
3.根据权利要求1所述的端部金具放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述金具正极性操作冲击放电电压和所述放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型的步骤，包括：
从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取所述金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压；
将所述间隙距离放电电压和所述金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数；
所述初始金具放电电压计算模型为：
其中，U为放电电压；U0为海拔0m下棒板正极性操作冲击放电电压，其单位为kV；H为海拔高度，其单位为m；k1为形状因数，k2为海拔因数，k1、k2为无量纲，e取2.7183；
采用所述模型参数对所述初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型；
根据所述放电电压试验值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
4.根据权利要求3所述的端部金具放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述放电电压试验值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型的步骤，包括：
将各所述预设海拔高度对应的中间海拔高度分别代入所述中间金具放电电压计算模型进行放电电压计算，生成放电电压计算值；
将所述放电电压计算值和所述放电电压试验值代入预设误差计算公式进行误差计算，生成相对均方根误差；
所述预设误差计算公式为：
式中，δ为相对均方根误差；n表示中间海拔高度的总个数；i取值为1,2……n；Ui为第i个中间海拔高度的放电电压试验值；Ui'为第i个中间海拔高度的放电电压计算值；
根据所述相对均方根误差和预设误差阈值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
5.根据权利要求4所述的端部金具放电电压计算方法，其特征在于，所述根据所述相对均方根误差和预设误差阈值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型的步骤，包括：
判断所述相对均方根误差是否大于预设误差阈值；
若是，则将所述放电电压计算值和所述放电电压试验值的平均值作为对应的操作冲击放电电压；
将所述操作冲击放电电压代入所述中间金具放电电压计算模型进行模型参数修正，生成目标金具放电电压计算模型；
若否，则将所述中间金具放电电压计算模型作为所述目标金具放电电压计算模型。
6.一种端部金具放电电压计算***，其特征在于，包括：
电场分布数据生成模块，用于获取端部金具的结构数据和实际海拔高度，采用有限元方法计算所述结构数据在多个预设海拔高度和多个预设间隙距离下的电场分布，生成电场分布数据；
流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压确定模块，用于根据所述电场分布数据进行正极性操作冲击放电试验，确定流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压；
放电电压试验值生成模块，用于按照所述流注临界起始电压对各所述预设海拔高度对应的中间海拔高度分别进行正极性操作冲击试验，生成放电电压试验值；
目标金具放电电压计算模型生成模块，用于根据所述金具正极性操作冲击放电电压和所述放电电压试验值对初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型；
放电电压生成模块，用于将所述实际海拔高度代入所述目标金具放电电压计算模型中进行电压计算，生成所述端部金具对应的放电电压。
7.根据权利要求6所述的端部金具放电电压计算***，其特征在于，所述流注临界起始电压和金具正极性操作冲击放电电压确定模块包括：
流注临界起始电压生成模块，用于将所述电场分布数据代入预设光电离模型计算所述端部金具的放电流注临界起始电压值，生成流注临界起始电压；
所述预设光电离模型对应的光电离判据为：
式中，r为电极半径；r1为电子崩头部半径；zi表示电离层边界，由α＝η确定；α为电离系数；η为吸附系数；γph为表面光电子发射系数；μ为光子吸收系数；g(l)为几何因素；
金具正极性操作冲击放电电压生成模块，用于从所述流注临界起始电压开始加压对所述端部金具对应的试验装置进行正极性操作冲击放电试验，生成金具正极性操作冲击放电电压。
8.根据权利要求6所述的端部金具放电电压计算***，其特征在于，所述目标金具放电电压计算模型生成模块包括：
间隙距离放电电压生成模块，用于从预设棒板正极性操作冲击放电电压数据库中选取所述金具正极性操作冲击放电电压相对应间隙距离放电电压，生成间隙距离放电电压；
模型参数生成模块，用于将所述间隙距离放电电压和所述金具正极性操作冲击放电电压代入初始金具放电电压计算模型进行模型参数计算，生成模型参数；
所述初始金具放电电压计算模型为：
其中，U为放电电压；U0为海拔0m下棒板正极性操作冲击放电电压，其单位为kV；H为海拔高度，其单位为m；k1为形状因数，k2为海拔因数，k1、k2为无量纲，e取2.7183；
中间金具放电电压计算模型生成模块，用于采用所述模型参数对所述初始金具放电电压计算模型进行模型更新，生成中间金具放电电压计算模型；
目标金具放电电压计算模型生成子模块，用于根据所述放电电压试验值对所述中间金具放电电压计算模型进行模型更新，生成目标金具放电电压计算模型。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的端部金具放电电压计算方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至5任一项所述的端部金具放电电压计算方法。
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