[发明专利]一种基于有限元分析的非接触线路过电压监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种基于有限元分析的非接触线路过电压监测装置，其特征在于：由平板电极(1)、低压臂电容(2)、电光转换器(3)、光纤(4)、光电转换器(5)、波形记录仪(6)组成。其中，平板电极(1)安装于杆塔(7)附近的线路(8)某相正下方；低压臂电容(2)上端与平板电极(1)及电光转换器(3)电气连接，下端与大地(9)电气连接；电光转换器(3)前端与平板电极(1)及低压臂电容(2)电气连接，后端通过光纤(4)与光电转换器(5)连接；光电转换器(5)后端与波形记录仪(6)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析的非接触线路过电压监测装置，其特征在于：所述平板电极(1)与线路(8)某相之间存在杂散电容(10)，杂散电容(10)的电容量为C₁；所述低压臂电容(2)的电容量为C₂。

3.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析的非接触线路过电压监测装置，其特征在于：所述平板电极(1)、低压臂电容(2)、电光转换器(3)整体封装在金属屏蔽外壳(11)内，通过光纤(4)与外部通信，以屏蔽现场的其他复杂电磁信号的干扰；平板电极(1)与金属屏蔽外壳(11)间采用绝缘支架(12)进行支撑和绝缘；金属屏蔽外壳(11)与大地(9)电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析的非接触线路过电压监测装置的监测方法，其特征在于：通过有限元分析得到杂散电容(10)的电容量C₁，进而计算得到线路过电压值U₁；通过有限元分析得到杂散电容(10)的电容量C₁的步骤为：

步骤1：充分考虑线路、杆塔、周围环境等结构特征后，建立杆塔(7)、线路(8)、周围环境、空气域三维模型；

步骤2：赋予特性，如单元类型、材料属性；

步骤2：划分网格；

步骤3：施加载荷和边界条件；

步骤4：开始进行有限元分析计算；

步骤5：对有限元分析计算结果进行后处理，得到杂散电容(10)的电容量C₁；

所述线路过电压U₁的计算公式为：

U1=C1+C2C1×U2]]>

其中：

U₂——波形记录仪(6)采集到的电压有效值。