本发明电网电磁环境保护领域，特别涉及一种用于直流合成电场的绝缘护套性能模拟试验方法及系统。
背景技术：
1、直流输电线路在进行远距离电能输送时，当输电线表面的电场强度超过空气的电离强度，输电线表面的气体分子将发生电离，产生电晕放电，并在输电线路邻近区域产生直流合成电场。直流合成电场作为反映直流输电线路电磁环境参数之一，备受国家环评部门关注，并成为了特高压输电工程环保竣工验收的关键指标。
2、在特高压直流输电工程建设中，不可避免地靠近人口密集区域，目前对于直流合成电场的控制主要是在线路设计前期通过预测的技术手段进行控制，但是由于直流合成电场受环境气候以及现场环境的影响，预测和实测会出现一定的偏差，会出现某些环境敏感点出现超标的情况，导致居民对输电工程进行环保投诉。对于民房处电场控制措施研究较少，主要以架设屏蔽线、屏蔽网等电场屏蔽仿真分析为主。
3、上述措施对房屋外观改造过大，户主难以接受，迫切需要提出新的控制方法。直流线路的直流合成电场有标称电场和离子流场构成，对于已建成线路无法改变其标称场，但是可以通过减小导线电晕放电程度，从而降低离子流场，进而降低地面合成电场。因此，可以通过给直流线路导线加装绝缘护套，从而减小离子流的产生。
4、但是为了传统的绝缘护套材料无法直接应用于特高压直流线路，需要对其的控制效能进行评估和验证才能在实际线路进行应用，但是目前尚缺乏相关的特高压直流线路加装绝缘护套的离子流场控制效能及评估方法。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于直流合成电场的绝缘护套性能模拟试验方法，能够给采用金属附件降低地面直流合成电场的方案提供了一种模拟试验验证方法，同时提供了系统及评价方法，从而为该方法在实际的特高压直流线路的电场控制方法的实施提供了可靠保证。
2、本发明还提出一种用于直流合成电场的绝缘护套性能测试方法的系统。
3、根据本发明的第一方面实施例的用于直流合成电场的绝缘护套性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、获取裸导线在起晕时产生的离子流密度与施加电压；
5、基于所述离子流密度与施加电压的数据拟合出施加电压与离子流密度之间的函数曲线，并确定函数曲线中得到的拟合参数与起晕电压；
6、将待评价的绝缘护套加装在裸导线上，并以所述起晕电压的90％～110％选出若干组测量电压，分别进行测量，得到不同测量电压下的离子流密度值；
7、根据所述施加电压与离子流密度之间的函数曲线，确定裸导线在所述若干组测量电压下的离子流密度；
8、基于所述裸导线在所述若干组测量电压下的离子流密度和测量电压下的离子流密度值，确定光滑金属管对正极性电压时的地面离子流密度的抑制效率；
9、将施加电压替换为负极性电压，重复上述步骤，得到负极性电压下光滑金属管对地面离子流密度的抑制效率；
10、基于所述正极性和负极性电压下光滑金属管对地面离子流密度的抑制效率，确定绝缘护套对导线在地面形成的离子流的抑制效率。
11、根据本发明实施例的用于直流合成电场的绝缘护套性能测试方法，至少具有如下有益效果：
12、本发明提出的用于直流合成电场的绝缘护套性能测试方法，为采用金属附件降低地面直流合成电场的方法提供了模拟试验验证方法，同时提供了评价手段，从而为该方法在实际的特高压直流线路的电场控制方法的实施提供了可靠保证。
13、根据本发明的一些实施例，所述基于所述离子流密度与施加电压的数据拟合出施加电压与离子流密度之间的函数曲线，并确定函数曲线中得到的拟合参数与起晕电压的步骤，函数曲线的公式如下：
14、j＝ae(-u/b)+j0
15、其中，a、b、j0为指数拟合参数，u为施加电压，j为离子流密度。
16、根据本发明的一些实施例，所述测量电压为五组，分别为90％起晕电压、95％起晕电压、100％起晕电压、105％起晕电压、110％起晕电压。
17、根据本发明的一些实施例，所述光滑金属管对正极性电压时地面离子流密度的抑制效率的公式为：
18、
19、其中，jhi为加装了绝缘护套后，不同测量电压导线在地面产生的离子流密度值；jli为裸导线在不同测量电压下导线在地面产生的离子流密度值；，i＝1，2，3，4,5。
20、根据本发明的一些实施例，所述绝缘护套对导线在地面形成的离子流的抑制效率的计算公式为：
21、αk＝(α++α-)/2
22、其中，αk为离子流的抑制效率，α+为对正极性电压时地面离子流密度的抑制效率，为α-负极性电压时地面离子流密度的抑制效率。
23、根据本发明的第二方面实施例的用于直流合成电场的绝缘护套性能测试系统，其特征在于，包括：
24、起晕电压测试模块，能够获取裸导线在起晕时产生的离子流密度与施加电压；
25、拟合模块，能够基于所述离子流密度与施加电压的数据拟合出施加电压与离子流密度之间的函数曲线，并确定函数曲线中得到的拟合参数与起晕电压；
26、第一离子流密度测试模块，能够将待评价的绝缘护套加装在裸导线上，并以所述起晕电压的90％~110％选出若干组测量电压，分别进行测量，得到不同测量电压下的离子流密度值；
27、第二离子流密度测试模块，能够根据所述施加电压与离子流密度之间的函数曲线，确定裸导线在所述若干组测量电压下的离子流密度；
28、正极性抑制效率计算模块，能够基于所述裸导线在所述若干组测量电压下的离子流密度和测量电压下的离子流密度值，确定光滑金属管对正极性电压时的地面离子流密度的抑制效率；
29、负极性抑制效率计算模块，能够将施加电压替换为负极性电压，重复上述模块的功能，得到负极性电压下光滑金属管对地面离子流密度的抑制效率；
30、抑制效率计算模块，能够基于所述正极性和负极性电压下光滑金属管对地面离子流密度的抑制效率，确定绝缘护套对导线在地面形成的离子流的抑制效率。
31、根据本发明的一些实施例，所述拟合模块，获得的函数曲线的公式如下：
32、j＝ae(-u/b)+j0
33、其中，a、b、j0为指数拟合参数，u为施加电压，j为离子流密度。
34、根据本发明的一些实施例，所述测量电压为五组，分别为90％起晕电压、95％起晕电压、100％起晕电压、105％起晕电压、110％起晕电压。
35、根据本发明的一些实施例，所述光滑金属管对正极性电压时地面离子流密度的抑制效率的公式为：
36、
37、其中，jhi为加装了绝缘护套后，不同测量电压导线在地面产生的离子流密度值；jli为裸导线在不同测量电压下导线在地面产生的离子流密度值；，i＝1，2，3，4,5。
38、根据本发明的一些实施例，所述绝缘护套对导线在地面形成的离子流的抑制效率的计算公式为：
39、αk＝(α++α-)/2
40、其中，αk为离子流的抑制效率，α+为对正极性电压时地面离子流密度的抑制效率，为α-负极性电压时地面离子流密度的抑制效率。
41、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种用于直流合成电场的绝缘护套性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述离子流密度与施加电压的数据拟合出施加电压与离子流密度之间的函数曲线，并确定函数曲线中得到的拟合参数与起晕电压的步骤，函数曲线的公式如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量电压为五组，分别为90％起晕电压、95％起晕电压、100％起晕电压、105％起晕电压、110％起晕电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光滑金属管对正极性电压时地面离子流密度的抑制效率的公式为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述绝缘护套对导线在地面形成的离子流的抑制效率的计算公式为：
6.一种用于直流合成电场的绝缘护套性能测试系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述拟合模块，获得的函数曲线的公式如下：
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测量电压为五组，分别为90％起晕电压、95％起晕电压、100％起晕电压、105％起晕电压、110％起晕电压。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光滑金属管对正极性电压时地面离子流密度的抑制效率的公式为：
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述绝缘护套对导线在地面形成的离子流的抑制效率的计算公式为：
