[發(fā)明專利]基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810102674.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108362954A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何金良;張波;林川杰;李傳揚(yáng);胡軍;李琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R29/24
• 分類號(hào): G01R29/24;G01R29/12
• 代理公司: 重慶百潤(rùn)洪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

1.一種基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法,其特征在于，計(jì)算過(guò)程依次為：步驟一，有限元?jiǎng)澐郑徊襟E二，構(gòu)建表面電勢(shì)矩陣；步驟三，視在表面電荷值計(jì)算；步驟四，實(shí)際表面電荷值計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法，其特征在于，所述有限元?jiǎng)澐植襟E中，將待測(cè)絕緣件的正反面分割為諸多三角形區(qū)域，設(shè)測(cè)量區(qū)域?yàn)閚_i(其中1～n₁為正面區(qū)域，n₁+1～n為背面區(qū)域)，S_i為區(qū)域面積，σ_i為區(qū)域的平均表面電荷密度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法，其特征在于，所述構(gòu)建表面電勢(shì)矩陣步驟中，獲取第一時(shí)刻每個(gè)所述區(qū)域的第一表面電勢(shì)Φ_1i和第二時(shí)刻每個(gè)所述區(qū)域的第二表面電勢(shì)Φ_2i，i＝1,2,3,,n₁,n₁+1,,n-1,n，其中，所述第一時(shí)刻和所述第二時(shí)刻之間為預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔。將這兩個(gè)時(shí)間的電勢(shì)作差得到每個(gè)所述區(qū)域的電勢(shì)變化值ΔΦ_i。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法，其特征在于，所述視在表面電荷值計(jì)算步驟中，采用如下公式計(jì)算所述絕緣子的視在表面電荷密度變化量：

ε₀＝8.85×10^-12F/m，Δσ_i'為第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間，被測(cè)絕緣子的實(shí)際表面電荷密度的變化量；S_i為第i區(qū)域的面積；r_ij為第i區(qū)域與第j區(qū)域的中心點(diǎn)的直線距離，i,j＝1,2,3,,n₁,n₁+1,,n-1,n。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法，其特征在于，所述實(shí)際表面電荷值計(jì)算步驟中，采用如下公式計(jì)算所述絕緣子的實(shí)際表面電荷密度變化量：

ε₁為被測(cè)絕緣子內(nèi)部的介電常數(shù)；ε₂為被測(cè)絕緣子外部的介電常數(shù)及電場(chǎng)強(qiáng)度；ε₀為真空下的介電常數(shù)，ε₀＝8.85×10^-12F/m；r_ij為第i區(qū)域與第j區(qū)域的中心點(diǎn)的直線距離；n_j為垂直于第j區(qū)域表面的法向量，S_i為第i區(qū)域的面積,i,j＝1,2,3,,n₁,n₁+1,,n-1,n。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法，其特征在于，將盆式絕緣子兩個(gè)表面的電勢(shì)一視同仁地考慮計(jì)入整個(gè)計(jì)算過(guò)程中。在考慮第i區(qū)域與第j區(qū)域的中心點(diǎn)的直線距離r_ij時(shí)，需要分4種情況：

(1)第i區(qū)域與第j區(qū)域均位于盆式絕緣子凸面；

(2)第i區(qū)域與第j區(qū)域均位于盆式絕緣子凹面；

(3)第i區(qū)域位于盆式絕緣子凸面，第j區(qū)域位于盆式絕緣子凹面；

(4)第i；區(qū)域位于盆式絕緣子凹面，第j區(qū)域位于盆式絕緣子凸面；其中(1)(2)兩種情況下可以忽略盆式絕緣子厚度，將兩區(qū)域距離簡(jiǎn)化為一個(gè)二維平面上兩點(diǎn)的距離；(3)(4)兩種情況下必須考慮盆式絕緣子厚度，兩區(qū)域距離為一個(gè)三維空間中兩點(diǎn)的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于雙側(cè)表面電勢(shì)的盆式絕緣子表面電荷反演算法，其特征在于，考慮一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)電荷累積的情況時(shí)，需要獲取待測(cè)量的時(shí)間段，將所述時(shí)間段劃分為M個(gè)所述預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔；

依次在每個(gè)所述的預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔內(nèi)，執(zhí)行步驟一至四，獲取每個(gè)所述時(shí)間間隔內(nèi)所述絕緣子的實(shí)際表面電荷密度變化量；

根據(jù)待測(cè)量的時(shí)間段和每個(gè)所述時(shí)間間隔內(nèi)所述絕緣子的實(shí)際表面電荷密度變化量，最終生成絕緣子的實(shí)際表面電荷密度量隨時(shí)間變化的曲線。