CN115203981B - 基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法 - Google Patents

基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法 Download PDF

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CN115203981B CN202211112373.9A CN202211112373A CN115203981B CN 115203981 B CN115203981 B CN 115203981B CN 202211112373 A CN202211112373 A CN 202211112373A CN 115203981 B CN115203981 B CN 115203981B
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Abstract

基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，属于高压外绝缘技术领域。建立电弧的等效电感模型；建立电弧的等效电容模型；建立剩余雪层电阻模型；得出雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的关系式；依据等效动态电路模型建立KCL、KVL的拓扑约束方程；将等效动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系；依据建立的等效电路模型中的元件参数及电弧发展判据和电弧发展速度判据进行循环迭代求解，直至电弧延伸长度达到绝缘子泄漏距离。本发明通过求解出临界闪络前电流的数值设置预警电流值，并与实时在线监测系统所收集到的泄漏电流值进行比对，当泄漏电流值达到预警电流值时报警。

Description

基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法
技术领域
基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，属于高压外绝缘技术领域。
背景技术
目前，为解决能源分布问题及提高利用率，国家大力发展高压输电线路，其线路电压等级越高，线路长度越长。截至目前，国内特高压（UHV）工程建成投运“十四交十二直”26项，核准、在建“两交三直”5项，每条线路都将横跨多省，这将导致输电线路会穿过各种复杂的气候地区，对线路安全运行造成隐患。在恶劣降雪天气，相邻绝缘子伞裙间隙易被积雪桥接，导致爬电距离无法得到有效利用。特别的是，在光照作用下雪层中的雪晶颗粒融化为液态水，积雪内的液态水含量逐渐增多，导致雪层电导率增大，进而泄漏电流增大，并在焦耳作用下加剧雪层融化，并使得部分雪层脱落产生空气间隙，在电压作用下间隙处首先产生电弧并逐渐发展延伸直至闪络，影响输电线路的安全运行。因此，为减少冰雪灾害对输电线路的影响，建立覆雪绝缘子闪络电弧发展的动态电路模型，得出闪络过程中泄漏电流的动态变化规律，对于输电线路覆冰雪闪络预警具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，当泄漏电流值达到预警电流值时报警并进行相应的操作，进而减少输电线路雪闪灾害。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1将覆雪绝缘子电弧产生、发展直至闪络的物理放电过程等效为时变动态电路模型；
S2依据Mayr动态电弧模型及不同电弧所在介质不同其耗散功率也不同，将电弧电阻模型等效为间隙电弧与雪层电弧的时变动态电弧模型之和；
S3根据电弧通道中所储藏的电磁能感应出等效电感，建立电弧的等效电感模型；
S4根据雪层上电弧的弧足与接地极之间存在等效电容，建立电弧的等效电容模型；
S5绝缘子被雪完全覆盖时等效为圆柱体模型，并根据Wilkins剩余污层电阻模型的构建方法来建立剩余雪层电阻模型；
S6根据实验所测得剩余雪层电阻值，确定雪层表面等效电导率值，拟合雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值，得出雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的线性关系式；
S7建立覆雪绝缘子电弧闪络的等效动态电路模型，依据该等效动态电路模型建立KCL、KVL的拓扑约束方程；
S8根据电弧发展判据及电弧发展速度判据确定电弧发展速度及电弧延伸长度，并将等效动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系；
S9对建立的电弧发展判据和电弧发展速度判据进行循环迭代求解，如若不符合电弧发展判据则提高初始电压，重新计算；如此循环直至电弧延伸长度达到绝缘子泄漏距离，输出闪络过程中泄漏电流的动态变化。
优选的，所述方法还包括，依据实际覆雪绝缘子电弧发展的物理机理，将覆雪绝缘子电弧产生、发展直至闪络的物理过程等效为动态电路模型。
优选的，所述方法还包括，动态空气电弧电阻
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
与动态雪层电弧电阻
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
的模型分别为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
为电弧的时间常数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure DEST_PATH_IMAGE018
分别是依据实际的覆雪实验数据拟合得到的雪层与空气的电弧参数。
优选的，所述电弧的等效电感模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为真空中磁导率；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
表示从无限远处到电弧的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示局部电弧的半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为电弧参数。
优选的，所述电弧的等效电容模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE034
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE036
为空气中的介电常数；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE038
表示电极的直径；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE040
为求解电容的一解析式，且无量纲。
优选的，所述剩余雪层电阻为：
Figure DEST_PATH_IMAGE042
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE044
为绝缘子的泄漏距离；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE046
是空气电弧长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE048
与雪层电弧长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE050
之和即为总的电弧长度；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE052
为绝缘子的等效宽度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE054
；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE056
为绝缘子的大伞裙直径；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE058
为覆雪厚度超出大伞裙的距离。
优选的，所述雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的关系如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE060
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE062
与
Figure DEST_PATH_IMAGE064
为拟合所得的参数值，
Figure DEST_PATH_IMAGE066
为雪层表面等效电导率值，
Figure DEST_PATH_IMAGE068
为覆雪水电导率值。
优选的，所述方法还包括，剩余雪层电阻值为：
Figure DEST_PATH_IMAGE070
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE072
为计算出的剩余雪层电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE074
为外施电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE076
为空气电弧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE078
为雪层电弧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE080
为电弧电流；
Figure DEST_PATH_IMAGE082
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE044A
为绝缘子的泄漏距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE084
为总的电弧长度。
优选的，所述KCL、KVL的拓扑约束方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE086
；
Figure DEST_PATH_IMAGE088
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE090
为动态空气电弧电阻，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE092
为动态雪层电弧电阻，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE094
为等效电容电压，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE096
为电弧压降，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE098
与
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE100
分别是空气电弧长度与雪层电弧长度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE102
是剩余雪层电阻，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE104
与
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE106
分别为电弧弧足与接地极间的等效电容和电弧通道单位长度电弧电感，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE108
为泄漏电流。
优选的，所述电弧发展速度判据为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE110
；
电弧发展速度判据中的电弧电压梯度为：
Figure DEST_PATH_IMAGE112
；
剩余雪层的电压梯度为：
Figure DEST_PATH_IMAGE114
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE116
与
Figure DEST_PATH_IMAGE118
分别为电弧的电压梯度与剩余雪层的电压梯度，
Figure DEST_PATH_IMAGE120
表示单位电弧长度的平均电荷量。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
本基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法依据实际覆雪所取得的数据拟合出不同电弧的电弧参数，即空间电弧与雪层电弧，并通过对动态等效电路模型的仿真，得出闪络过程中泄漏电流的动态变化曲线及求解出闪络电压数值，通过求解出临界闪络前电流的数值设置预警电流值，并与实时在线监测系统所收集到的泄漏电流值进行比对，当泄漏电流值达到预警电流值时报警并进行相应的操作，减少输电线路雪闪灾害，具有良好的工程应用价值。
附图说明
图1为基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法的流程图。
图2为覆雪绝缘子电弧产生、发展直至闪络的物理放电过程。
图3为覆雪绝缘子电弧发展的等效动态电路模型。
图4为等效动态电路模型求解迭代的详细流程。
图5为泄漏电流随电弧长度的仿真结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。
图1~5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。
如图1所示：基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，包括如下步骤：
S1将覆雪绝缘子电弧产生、发展至闪络的物理放电过程等效为时变动态电路模型。
具体的，根据雪的三相多孔介质，绝缘子覆雪后受外界环境及泄漏电流的影响，融化后在毛细作用下液态水渗入雪层内，产生一层高电导率的湿雪层，雪层湿润后在重力作用下极易掉落，尤其在高电流密度的高压端。雪层脱落后产生空气间隙，大部分电压都施加在高阻态的空气间隙处，该处率先起弧，并随着电弧在高电导率的湿雪层内发展成贯穿两极的闪络，如图2所示。基于该闪络过程，将覆雪绝缘子电弧产生、发展至闪络的物理放电过程等效为时变的动态电路模型，如图3所示。
S2依据Mayr动态电弧模型及不同电弧所在介质不同其耗散功率也不同，将电弧电阻模型等效为间隙电弧与雪层电弧的时变动态电弧模型之和。
具体的，依据搭建实际覆雪平板实验模型，测量实际的间隙电弧电压
Figure DEST_PATH_IMAGE122
、雪层电弧电压
Figure DEST_PATH_IMAGE124
和电弧电流
Figure DEST_PATH_IMAGE126
，拟合得出间隙电弧参数
Figure DEST_PATH_IMAGE016A
和
Figure DEST_PATH_IMAGE018A
与雪层电弧参数
Figure DEST_PATH_IMAGE012A
和
Figure DEST_PATH_IMAGE014A
，使得既考虑两者之间的区别又考虑到两者之间的联系；由于原有的Mayr动态电弧模型中，如式（1）所示，当中的电弧耗散功率
Figure DEST_PATH_IMAGE128
为一定值，但在实际的电弧发展过程中，其电弧耗散功率为时变的，且电弧在发展过程中所在介质的不同其耗散功率存在差异。因此依据实验数据所拟合得到的间隙电弧参数与雪层电弧参数及耗散功率公式（2）与电弧电压梯度公式（3），将其带入Mayr动态电弧模型中，则可得区分动态间隙电弧电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
与动态雪层电弧电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE130
的模型，如公式（4）、（5）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE132
； （1）
Figure DEST_PATH_IMAGE134
； （2）
Figure DEST_PATH_IMAGE136
； （3）
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
； （4）
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
； （5）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010A
为电弧的时间常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE012AA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE014AA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE016AA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE018AA
分别是依据实际的覆雪实验数据拟合得到的雪层电弧与间隙电弧的参数。
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
与
Figure DEST_PATH_IMAGE130A
分别为单位长度间隙电弧电阻与动态雪层电弧电阻。式（6）与式（7）为总的雪层电弧电阻与总的间隙电弧电阻：
Figure DEST_PATH_IMAGE138
； （6）
Figure DEST_PATH_IMAGE140
； （7）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE142
与
Figure DEST_PATH_IMAGE144
分别为雪层电弧电阻与间隙电弧电阻。
S3根据电弧通道中所储藏的电磁能感应出等效电感，建立电弧的等效电感模型。
具体的，电弧的等效电感模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE020A
； （8）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022A
为真空中磁导率，
Figure DEST_PATH_IMAGE146
；
Figure DEST_PATH_IMAGE024A
表示从无限远处到电弧的距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE024AA
取10000cm；
Figure DEST_PATH_IMAGE026A
表示局部电弧的半径，而局部电弧的半径随电弧电流的增大而增大，如式（9）所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE028A
； （9）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE030A
为电弧参数，且与电弧极性相关。
S4根据雪层上电弧的弧足与接地极之间存在等效电容，建立电弧的等效电容模型。
具体的，电弧的等效电容模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE032A
； （10）
Figure DEST_PATH_IMAGE034A
； （11）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE036A
为空气中的介电常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE038A
表示电极的直径；
Figure DEST_PATH_IMAGE040A
为求解电容的一解析式，且无量纲。
S5绝缘子被雪完全覆盖时等效为圆柱体模型，并根据Wilkins剩余污层电阻模型的构建方法来建立剩余雪层电阻模型；
具体的，根据严重降雪条件下绝缘子相邻伞裙被积雪所桥接，绝缘子可等效为圆柱体模型，进而剩余雪层电阻模型可应用Wilkins所推导出的考虑电弧弧根处电流线集中使电阻增加的剩余电阻模型，所构建的剩余雪层电阻公式为式（12）；且由于绝缘子泄漏距离大于绝缘子等效宽度（
Figure DEST_PATH_IMAGE148
），则剩余雪层电阻模型（12）可进一步简化为如公式（13）所示，则在等效电弧动态电流模型中应将公式（13）作为剩余雪层电阻模型的计算公式。
Figure DEST_PATH_IMAGE150
（12）
Figure DEST_PATH_IMAGE152
； （13）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE044AA
为绝缘子的泄漏距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE046A
是空气电弧长度
Figure DEST_PATH_IMAGE048A
与雪层电弧长度
Figure DEST_PATH_IMAGE050A
之和即为总的电弧长度；
Figure DEST_PATH_IMAGE052A
为绝缘子的等效宽度，其式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE054A
； （14）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE056A
为绝缘子的大伞裙直径；
Figure DEST_PATH_IMAGE058A
为覆雪厚度超出大伞裙的距离。
S6根据实验所测得剩余雪层电阻值，确定雪层表面等效电导率值，由雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值进行数据拟合，得出雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的线性关系式。
具体的，根据实验所测得的电弧电流、雪层电弧电压与间隙电弧电压，进而计算出剩余雪层电阻值，如式（15）所示，再依据计算出的剩余雪层电阻值与剩余雪层电阻公式计算出雪层表面等效电导率值，如式（16）所示，由计算出的雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值进行数据拟合，得出两者的线性关系式，如式（17）所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE070A
； （15）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE072A
为计算出的剩余雪层电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE074A
为外施电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE076A
为间隙电弧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE078A
为雪层电弧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE080A
为电弧电流；
Figure DEST_PATH_IMAGE154
； （16）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE044AAA
为绝缘子的泄漏距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE084A
为总的电弧长度。
Figure DEST_PATH_IMAGE060A
； （17）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE062A
与
Figure DEST_PATH_IMAGE064A
为拟合所得的参数值，
Figure DEST_PATH_IMAGE066A
雪层表面等效电导率，
Figure DEST_PATH_IMAGE068A
为覆雪水电导率值。
S7建立绝缘子电弧闪络的等效动态电路模型，依据该等效动态电路模型建立KCL、KVL的拓扑约束方程。
具体的，该电路模型中的拓扑约束KCL、KVL如公式（18）、（19）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE086A
； （18）
Figure DEST_PATH_IMAGE088A
（19）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE090A
为单位长度间隙电弧电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE092A
为动态雪层电弧电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE094A
为等效电容电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE096A
为电弧压降，
Figure DEST_PATH_IMAGE098A
与
Figure DEST_PATH_IMAGE100A
分别是间隙电弧长度与雪层电弧长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE102A
是剩余雪层电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE104A
与
Figure DEST_PATH_IMAGE106A
分别为电弧弧足与接地极间的等效电容和电弧通道单位长度电弧电感，
Figure DEST_PATH_IMAGE108A
为泄漏电流。
S8根据电弧发展判据及电弧发展速度判据确定电弧发展速度及电弧延伸长度，并将等效动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系。
具体的，根据电弧发展判据及电弧发展速度判据，计算电弧发展速度及电弧延伸长度，并将等效动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系；其中应用Hampton电弧发展判据，即电弧的电压梯度小于剩余雪层的电压梯度则电弧向前发展。然而由于对电弧电阻进行了改进，依据两者电弧参数的不同区分了空气电弧与雪层电弧，使得两者的电弧电阻也不相同，则判据中的电弧电压梯度也应进行调整，如公式（20）所示，剩余雪层的电压梯度如式（21）所示。引用电弧发展速度判据并将等效动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系，其中电弧发展速度判据如公式（22）所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE112A
； （20）
Figure DEST_PATH_IMAGE114A
； （21）
Figure DEST_PATH_IMAGE110A
； （22）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE116A
与
Figure DEST_PATH_IMAGE118A
分别为电弧的电压梯度与剩余雪层的电压梯度，
Figure DEST_PATH_IMAGE120A
表示单位电弧长度的平均电荷量。
S9对建立的电弧发展判据和电弧发展速度判据进行循环迭代求解，如若不符合电弧发展判据则提高初始电压，重新计算；如此循环直至电弧延伸长度达到绝缘子泄漏距离，输出闪络过程中泄漏电流的动态变化。
具体的，根据步骤S7动态电路中的拓扑约束条件KCL、KVL，根据步骤S3至步骤S6所建立的动态电路模型中各元件的模型，及步骤S8所建立的电弧发展速度模型进行综合求解，如若不符合步骤S8中的电弧发展判据则提高初始电压，重新计算，若满足则通过步骤S8所建立的电弧发展速度模型进行电弧速度计算，进而得出下一时刻的电弧延伸长度，如此循环直至局部电弧长度达到或超过泄漏距离，即判定为发生闪络，此时外施电压即为闪络电压，程序返回每个时刻的泄漏电流，即得到动态电路模型预测的泄漏电流波形，详细的计算流程如图4所示。其中，设置一定长度的初始电弧即表示模型计算前已经出现了一定长度的空气间隙电弧。综合权衡计算时间和计算精度等，将仿真步长设置为0.01ms，且初始电流值则根据初始电压、初始间隙电弧电阻与初始雪层电阻及伏安关系的计算求得，并基于此开始循环迭代求解。图5为泄漏电流随电弧长度的仿真结果。
综上所述，本发明的一种基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路模型，实现以覆雪绝缘子电弧产生、发展直至闪络的物理放电过程等效为时变的动态电路模型，依据实际覆雪实验所测得数据拟合间隙电弧与雪层电弧两者的电弧参数，使得既区分了间隙电弧与雪层电弧两者差异的同时也考虑到间隙电弧与雪层电弧两者之间的相互影响，能够更加符合实际情况。并且通过所建立的动态电弧模型进行仿真，得出闪络过程中泄漏电流的动态变化曲线及求解出闪络电压数值，通过求解出临界闪络前电流的数值设置预警电流值，并与实时在线监测系统所收集到的泄漏电流值进行比对，当泄漏电流值达到预警电流值时报警并进行相应的操作，减少输电线路雪闪灾害，具有良好的工程应用价值。

Claims (9)

1.基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1将覆雪绝缘子电弧产生、发展直至闪络的物理放电过程等效为时变动态电路模型；
S2依据Mayr动态电弧模型及不同电弧所在介质不同其耗散功率也不同，将电弧电阻模型等效为间隙电弧与雪层电弧的时变动态电弧模型之和；
S3根据电弧通道中所储藏的电磁能感应出等效电感，建立电弧的等效电感模型；
S4根据雪层上电弧的弧足与接地极之间存在等效电容，建立电弧的等效电容模型；
S5绝缘子被雪完全覆盖时等效为圆柱体模型，并根据Wilkins剩余污层电阻模型的构建方法来建立剩余雪层电阻模型；
S6根据实验所测得剩余雪层电阻值，确定雪层表面等效电导率值，拟合雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值，得出雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的线性关系式；
S7建立覆雪绝缘子电弧闪络的等效动态电路模型，依据该等效动态电路模型建立KCL、KVL的拓扑约束方程；
S8根据电弧发展判据及电弧发展速度判据确定电弧发展速度及电弧延伸长度，并将等效动态电路模型中各元件的数值表达式与电弧电流和时间建立对应的函数关系；
S9对建立的电弧发展判据和电弧发展速度判据进行循环迭代求解，如若不符合电弧发展判据则提高初始电压，重新计算；如此循环直至电弧延伸长度达到绝缘子泄漏距离，输出闪络过程中泄漏电流的动态变化；
所述电弧发展速度判据为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
电弧发展速度判据中的电弧电压梯度为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
剩余雪层的电压梯度为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
与
Figure DEST_PATH_IMAGE008
分别为电弧的电压梯度与剩余雪层的电压梯度，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示单位电弧长度的平均电荷量，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示每一时刻的电弧发展速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为绝缘子的泄漏距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
是t时刻空气电弧长度
Figure DEST_PATH_IMAGE017
与雪层电弧长度
Figure DEST_PATH_IMAGE019
之和即为总的电弧长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure DEST_PATH_IMAGE027
分别是依据实际的覆雪实验数据拟合得到的雪层电弧与间隙电弧的参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
是剩余雪层电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为泄漏电流。
2.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述方法还包括，依据实际覆雪绝缘子电弧发展的物理机理，将覆雪绝缘子电弧产生、发展直至闪络的物理过程等效为动态电路模型。
3.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述方法还包括，动态空气电弧电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE033
与动态雪层电弧电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE034
的模型分别为：
Figure DEST_PATH_IMAGE036
；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE040
为电弧的时间常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE021A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE023A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE025A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE027A
分别是依据实际的覆雪实验数据拟合得到的雪层与空气的电弧参数。
4.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述电弧的等效电感模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
为真空中磁导率；
Figure DEST_PATH_IMAGE044
表示从无限远处到电弧的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE046
表示局部电弧的半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
；
Figure DEST_PATH_IMAGE050
为电弧参数。
5.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述电弧的等效电容模型为：
Figure DEST_PATH_IMAGE051
；
Figure DEST_PATH_IMAGE052
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
为空气中的介电常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE056
表示电极的直径；
Figure DEST_PATH_IMAGE058
为求解电容的一解析式，且无量纲。
6.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述剩余雪层电阻为：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
；
其中，
Figure 831173DEST_PATH_IMAGE013
为绝缘子的泄漏距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE015A
是空气电弧长度
Figure DEST_PATH_IMAGE017A
与雪层电弧长度
Figure DEST_PATH_IMAGE019A
之和即为总的电弧长度；
Figure DEST_PATH_IMAGE061
为绝缘子的等效宽度，
Figure DEST_PATH_IMAGE063
；
Figure DEST_PATH_IMAGE065
为绝缘子的大伞裙直径；
Figure DEST_PATH_IMAGE067
为覆雪厚度超出大伞裙的距离。
7.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述雪层表面等效电导率值与覆雪水电导率值的关系如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE069
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE071
与
Figure DEST_PATH_IMAGE073
为拟合所得的参数值，
Figure DEST_PATH_IMAGE075
为雪层表面等效电导率值，
Figure DEST_PATH_IMAGE077
为覆雪水电导率值。
8.根据权利要求7所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述方法还包括，剩余雪层电阻值为：
Figure DEST_PATH_IMAGE079
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE081
为计算出的剩余雪层电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE083
为外施电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE085
为空气电弧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE087
为雪层电弧电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE089
为电弧电流；
Figure DEST_PATH_IMAGE090
；
其中，
Figure 981269DEST_PATH_IMAGE013
为绝缘子的泄漏距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE092
为总的电弧长度。
9.根据权利要求1所述的基于严重覆雪绝缘子单电弧发展闪络的等效电路方法，其特征在于：所述KCL、KVL的拓扑约束方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE094
；
Figure DEST_PATH_IMAGE096
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE098
为动态空气电弧电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE100
为动态雪层电弧电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE102
为等效电容电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE104
为电弧压降，
Figure DEST_PATH_IMAGE106
与
Figure DEST_PATH_IMAGE108
分别是空气电弧长度与雪层电弧长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE029A
是剩余雪层电阻，
Figure DEST_PATH_IMAGE110
与
Figure DEST_PATH_IMAGE111
分别为电弧弧足与接地极间的等效电容和电弧通道单位长度电弧电感，
Figure DEST_PATH_IMAGE031A
为泄漏电流。
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