[发明专利]自然环境中绝缘子积污动态预测方法

权利要求书

1.一种自然环境中绝缘子积污动态预测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.采集绝缘子所处环境的天气参数和绝缘子参数，根据天气参数判断绝缘子处于降雨冲刷过程还是积污过程；

S2.建立绝缘子降雨冲刷模型和绝缘子单位面积的污秽物质量浓度模型，根据降雨冲刷模型和污秽物质量浓度模型计算降雨冲刷过程中的污秽度和积污过程中的污秽量；

步骤S1中，天气参数包括绝缘子所处环境的总悬浮颗粒浓度、PM10浓度、S02浓度、NO2浓度、空气湿度、风速、雨滴滴落到绝缘子上的雨速以及降雨强度；

绝缘子参数包括绝缘子表面积和绝缘子有效冲刷面积；

步骤S1中，根据一天内的降雨量判断绝缘子处于冲刷过程还是积污过程：

当一天内的降雨量小于10mm时，则绝缘子处于积污过程；

当一天内的降雨量大于或者等于10mm时，则绝缘子处于冲刷过程；

绝缘子降雨冲刷模型如下：

其中，SDD为降雨冲刷过程中被冲走的污秽量，k_w为降雨对绝缘子下表面冲刷的污秽度修正系数，k_θ为降雨冲刷面积系数，T表示持续降雨时间，I表示降雨强度，a、b、c和d均为降雨冲刷的拟合系数；

根据如下公式计算降雨冲刷面积系数k_θ：

其中，S(θ)表示降雨直接冲刷的面积，S表示绝缘子上表面总面积；

根据如下方法计算降雨直接冲刷面积S(θ)：

其中，θ为雨水的冲刷角度，R为绝缘子的半径，r为绝缘子的金具半径，h为绝缘子相邻伞裙的高度。

2.根据权利要求1所述自然环境中绝缘子积污动态预测方法，其特征在于：根据如下公式计算绝缘子在积污过程中的污秽量Sdd：

其中，c(t)为空气浓度；P(V′)为污秽颗粒的沉降边界条件，p(d_p)为污秽物质量浓度分布函数，t表示积污时间,d_p为悬浮颗粒的粒径；

其中：

3.根据权利要求2所述自然环境中绝缘子积污动态预测方法，其特征在于：根据如下方法确定V'(d_p,θ)：

；其中，V_py(t)为雨水速度的竖直分量，V_px(t)为雨水速度的水平分量，θ为雨水冲刷角度，F_a为绝缘子对污秽颗粒的弹性力，F_t为绝缘子对污秽颗粒的粘附力，L为污秽颗粒滚动点到中点的水平距离。

4.根据权利要求2所述自然环境中绝缘子积污动态预测方法，其特征在于：根据如下公式确定空气浓度c(t)：

其中，上述公式中的C表示空气质量指标的浓度，B为空气质量指标的标准质量浓度限值，x表示S02、NO2以及PM10中对绝缘子积污区污染特征影响最大的一项。

5.根据权利要求1所述自然环境中绝缘子积污动态预测方法，其特征在于：根据如下公式计算污秽物质量浓度分布函数p(d_p)：

其中，σ为颗粒粒径的正态分布标准偏差，为粒径的平均值，d_p为悬浮颗粒的粒径。