1.一种直流GIL微粒陷阱安装位置的优化方法,其特征在于,包括如下步骤:根据实际GIL管道模型,建立直流GIL微粒运动的简化仿真模型;基于简化仿真模型对直流GIL中金属微粒的运动进行仿真,计算金属微粒在预定时间内的运动轨迹;根据金属微粒的运动轨迹,统计金属微粒的落点分布;根据金属微粒的落点分布选择微粒陷阱的安装位置;对直流GIL中金属微粒的运动进行仿真的方法包括如下步骤:在简化仿真模型中对直流GIL电场进行仿真,并在盆式绝缘子凸面侧下方布置金属微粒;对金属微粒的运动进行仿真的方法包括如下步骤:(a)对单个金属微粒进行运动轨迹的仿真,并判断金属微粒是否发生起跳;若金属微粒发生起跳,则判断金属微粒状态并计算金属微粒的位置,根据金属微粒的位置重新判定金属微粒状态;若金属微粒不发生起跳,则仿真计算结束;(b)判断是否达到预定仿真时间;若达到预定仿真时间,则结束仿真计算;若未达到预定仿真时间,则重复步骤(a);判断金属微粒状态并计算金属微粒的位置的方法包括如下步骤:若金属微粒状态是不碰撞,则计算微粒的受力、加速度、速度和位置;若金属微粒状态是与接地外壳碰撞或与高压导杆碰撞,则重新计算金属微粒所携带的电荷量,根据反弹系数重新计算反弹速度,并计算金属微粒的受力、加速度、速度以及位置;根据金属微粒的位置重新判断金属微粒状态的方法包括如下步骤:若金属微粒处于接地外壳和高压导杆之间,则金属微粒状态设定为不碰撞;若金属微粒越过了接地外壳或高压导杆,则对金属微粒的位置进行调整,将碰撞处的位置设定为金属微粒的位置,并将金属微粒状态设定为与接地外壳碰撞或与高压导杆碰撞。
2.根据权利要求1所述的直流GIL微粒陷阱安装位置的优化方法,其特征在于,所述简化仿真模型包括直流GIL管道尺寸、气体参数、金属微粒材质、金属微粒尺寸、绝缘子模型、金属微粒的受力方程和运动状态方程。
3.根据权利要求2所述的直流GIL微粒陷阱安装位置的优化方法,其特征在于,金属微粒的受力方程采用如下公式表示:式中r为金属微粒的半径;q是球形金属微粒所携带的电荷量;ε是气体介电常数;E是金属微粒所处位置的电场强度;G是金属微粒受到的重力;ρ metal 和ρ gas 分别是金属微粒和气体的密度;g是重力加速度;F f 是金属微粒受到的浮力;F q 是金属微粒受到的库仑力;Re是雷诺数;v是金属微粒速度;μ gas 是气体动力粘度;F v 是金属微粒受到的空气阻力。
4.根据权利要求3所述的直流GIL微粒陷阱安装位置的优化方法,其特征在于,金属微粒的运动状态方程采用如下公式表示:式中m为金属微粒质量;t为仿真时间;(x,y)为金属微粒的位置坐标,x轴正方向为直流GIL的径向,y轴正方向为直流GIL轴向;a x 和a y 分别是金属微粒加速度在x轴和y轴上的分量;F qx 和F qy 分别是金属微粒所受库仑力在x轴和y轴上的分量;F vx 和F vy 分别是金属微粒所受空气阻力在x轴和y轴上的分量。
5.根据权利要求1所述的直流GIL微粒陷阱安装位置的优化方法,其特征在于,所选择的微粒陷阱至少覆盖金属微粒的第一个集中落点。
6.一种微粒陷阱安装位置的优化装置,其特征在于,包括如下模块:模型构建模块,用于根据实际GIL管道模型,建立直流GIL微粒运动的简化仿真模型;仿真计算模块,用于基于简化仿真模型对直流GIL中金属微粒的运动进行仿真,计算金属微粒在预定时间内的运动轨迹;分布统计模块,用于根据金属微粒的运动轨迹,统计金属微粒的落点分布;位置选取模块,用于根据金属微粒的落点分布,选择合适的微粒陷阱的安装位置;对直流GIL中金属微粒的运动进行仿真的方法包括如下步骤:在简化仿真模型中对直流GIL电场进行仿真,并在盆式绝缘子凸面侧下方布置金属微粒;对金属微粒的运动进行仿真的方法包括如下步骤:(a)对单个金属微粒进行运动轨迹的仿真,并判断金属微粒是否发生起跳;若金属微粒发生起跳,则判断金属微粒状态并计算金属微粒的位置,根据金属微粒的位置重新判定金属微粒状态;若金属微粒不发生起跳,则仿真计算结束;(b)判断是否达到预定仿真时间;若达到预定仿真时间,则结束仿真计算;若未达到预定仿真时间,则重复步骤(a);判断金属微粒状态并计算金属微粒的位置的方法包括如下步骤:若金属微粒状态是不碰撞,则计算微粒的受力、加速度、速度和位置;若金属微粒状态是与接地外壳碰撞或与高压导杆碰撞,则重新计算金属微粒所携带的电荷量,根据反弹系数重新计算反弹速度,并计算金属微粒的受力、加速度、速度以及位置;根据金属微粒的位置重新判断金属微粒状态的方法包括如下步骤:若金属微粒处于接地外壳和高压导杆之间,则金属微粒状态设定为不碰撞;若金属微粒越过了接地外壳或高压导杆,则对金属微粒的位置进行调整,将碰撞处的位置设定为金属微粒的位置,并将金属微粒状态设定为与接地外壳碰撞或与高压导杆碰撞。
7.一种微粒陷阱安装位置的优化装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;所述存储介质用于存储指令;所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1~5任一项所述方法的步骤。