[發明專利]一種納米粒子充電量的計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201710736515.1
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107491649B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 施健;蔡漢生;賈磊;劉剛;胡上茂;馮賓;張義;廖民傳;胡泰山;李瑞顯;屈路
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種納米粒子充電量的計算方法，其特征在于，所述方法包括：

在外電場作用下，納米粒子被極化后，確定在預定時間納米粒子能被充電的區域；計算在所述區域內用于對納米粒子充電的充電電流密度；

根據所述充電電流密度得到納米粒子的充電量；

其中，在外電場作用下，納米粒子被極化后，確定在預定時間納米粒子能被充電的區域的步驟包括：

在外電場作用下，納米粒子被極化后，計算在預定時間納米粒子沿粒徑方向的電場分量；

根據所述電場分量，確定納米粒子能被充電的區域；

在外電場作用下，納米粒子被極化后，計算在預定時間納米粒子沿粒徑方向的電場分量的步驟包括：

根據方程計算納米粒子沿粒徑方向的電場分量E_r(r,θ)：

其中，E₀為外電場強度，R為納米粒子半徑，r為半徑方向的位置變量，Q(t)為納米粒子的充電量，ε₁為變壓器油的介電常數，σ₁為變壓器油的導電率；ε₂為納米粒子的介電常數，σ₂為納米粒子的導電率，t為時間，θ為納米粒子表面任意位置與粒心的連線和外電場方向的夾角，τ_r為馳豫時間常數，

2.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，根據所述電場分量，確定納米粒子能被充電的區域的步驟包括：

在Er(r＝R,θ)>0的區域，電子會被吸附到納米粒子上，所述納米粒子被電子附著的區域形成一個窗口，臨界角度為θ_c；

根據E_r(r＝R,θ_c)＝0，得到所述納米粒子能被充電的區域的臨界角度θ_c：

其中，R為納米粒子半徑，Q_s為納米粒子充電完成時的飽和電量，Q_s＝-4πε₁E₀R²A(t)，Q(t)為納米粒子的充電量，ε₁為變壓器油的介電常數，σ₁為變壓器油的導電率；ε₂為納米粒子的介電常數，σ₂為納米粒子的導電率，t為預定時間，τ_r為馳豫時間常數，

3.根據權利要求2所述的計算方法，其特征在于，計算在所述區域內用于對納米粒子充電的充電電流密度的步驟包括：

根據以下方程計算充電電流密度J_r：

其中，ρ_e為電子電荷密度，μ_e為電子遷移率，E_r為徑向電場強度，R為納米粒子半徑，r為半徑方向的位置變量，E₀為外電場強度，θ為納米粒子表面任意位置與粒心的連線和外電場方向的夾角，0<θ<θ_c，Q(t)為納米粒子的充電量。

4.根據權利要求2所述的計算方法，其特征在于，根據所述充電電流密度得到納米粒子的充電量的步驟包括：

根據所述充電電流密度計算納米粒子的充電速率；

根據充電速率得到納米粒子的充電量。

5.根據權利要求4所述的計算方法，其特征在于，根據所述充電電流密度計算納米粒子的充電速率的步驟包括：

根據方程計算納米粒子的充電速率

其中，τ_pc為納米粒子充電時間常數，J_r為充電電流的密度，μ_e為電子遷移率，ρ_e為電子電荷密度，R為納米粒子的半徑，θ為納米粒子表面任意位置與粒心的連線和外電場方向的夾角，ε₁為變壓器油的介電常數，E₀為外電場強度，Q(t)為納米粒子的充電量。