[發明專利]一種復合絕緣子傘裙破損診斷方法

有效

• 申請號: 201811006803.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN108717071B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 賈伯巖;張志猛;劉杰;耿江海;王平;夏彥衛;丁斌;孫翠英
• 申請（專利權）人: 國網河北能源技術服務有限公司;國網河北省電力有限公司電力科學研究院;華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種復合絕緣子傘裙破損診斷方法，其特征在于：包括以下步驟,

a、建立復合絕緣子傘裙三維完好模型，分析傘裙表面電場圖、沿面電場曲線圖和空間軸向電場曲線圖；

b、建立同電壓下復合絕緣子傘裙三維破損模型，改變破損的程度和位置，分析其表面電場圖、沿面電場曲線圖和空間軸向電場曲線圖；

c、對比分析步驟a和b分別得到完好及破損復合絕緣子傘裙的表面電場、沿面電場和空間軸向電場，判斷出傘裙的破損位置；

通過分別計算分析完好及破損的復合絕緣子傘裙的表面電場、沿面電場和空間軸向電場分別繪制得到表面電場圖、沿面電場圖和空間軸向電場圖，進行對比分析；

步驟a中，包括以下步驟，

a1、利用COMSOL仿真軟件中的幾何模塊建立1：1的復合絕緣子傘裙完好三維模型；

a2、根據實際運行的復合絕緣子串為模型給每個組成部分設置相應的材料；

a3、根據實際運行情況結合仿真的邊界條件給復合絕緣子串模型施加相應的電勢；

a4、綜合考慮運算時間和精度，為不同組成部分進行不同尺度的剖分；

a5、通過計算得到表面電場圖、沿面電場曲線圖和空間軸向電場曲線圖；

步驟b中，包括以下步驟，

b1、利用COMSOL仿真軟件中的幾何模塊建立1：1的復合絕緣子傘裙破損三維模型；

b2、根據實際運行的復合絕緣子串為模型每個組成部分設置相應的材料；

b3、根據實際運行情況結合仿真的邊界條件給復合絕緣子串模型施加相應的電勢；

b4、考慮運算時間和精度，為不同部分進行不同尺度的剖分；

b5、計算選取得到表面電場圖、沿面電場曲線圖和空間軸向電場曲線圖；

步驟a3中，包括以下步驟：

在忽略空間電荷影響的情況下，可以采用相應的靜電場方法求解，因此復合絕緣子串表面及周圍介質中的電場求解滿足：

公式中：參數E為介質區的電場強度，單位為N/C；參數ε為介質的介電常數；參數ρ為空間電荷體密度，單位為c/m³，電位函數滿足公式(3)

計算復合絕緣子傘裙表面及周圍介質中的電場分布時，空氣域的相對介電常數為1；傘裙的相對介電常數為6；護套的相對介電常數為4；鋼腳和鐵帽的介電常數為1000；

復合絕緣子串空間電場計算是一個開域計算問題，但是開域是無法直接進行精確計算的，本文利用有限元建模技術將無限大的空氣域問題轉化為有限域的問題，從而解決了對開域直接進行計算的棘手問題；計算時，采用第1類邊界條件為：

上述公式中：Γ₀為空氣域邊界和絕緣子低壓端；Γ_k為絕緣子高壓端，式(4)-(5)組成了完整的邊值問題；

步驟a4中，通過局部細化剖分方法對于絕緣子等細小復雜的區域進行高精度剖分，最小網格尺寸選取5mm，同時對尺寸大而又規則的空氣域進行粗略剖分，三維模型空氣域的最大網格尺寸可以取為50mm；

步驟a5中，包括以下步驟：

表面的選取為選取整個復合絕緣子串的表面，傘裙沿面一維曲線和距離復合絕緣子串的芯棒外表面D＝250mm處的空間軸向曲線，得到相應的電場圖和電場分布曲線。

2.根據權利要求1所述的復合絕緣子傘裙破損診斷方法，其特征在于：步驟a和b中分析的所述沿面電場為沿面一維電場。