[發明專利]確定高壓盆式絕緣子結構參數的計算機裝置、設備及方法

有效

• 申請號: 201910585399.7
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110287629B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張施令;姚強;宮林;苗玉龍
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉新雷

本發明實施例公開了一種確定高壓盆式絕緣子結構參數的計算機裝置、方法、設備及計算機可讀存儲介質。計算機裝置包括獲取盆式絕緣子本體材料性能參數，得到性能參數間非線性關系的性能參數采集模塊；利用基于有限元法和性能參數間非線性關系構建的電?熱?機性能耦合計算模型得到盆式絕緣子的電場分布、溫度分布及應力分布的電?熱?機性能耦合計算模塊；利用三維有限元模型在電場、溫度場和應力場進行解耦計算的多物理場解耦計算模塊；分別在電場、溫度場和應力場對三維有限元模型進行模擬運算的仿真模擬模塊，利用深度學習網絡模型對仿真模擬結果進行非線性反演得到最優結構參數的結構參數確定模塊。本申請可有效指導高壓盆式絕緣子的結構設計。

技術領域

本發明實施例涉及高壓盆式絕緣子生產技術領域，特別是涉及一種確定高壓盆式絕緣子結構參數的計算機裝置、方法、設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

高壓盆式絕緣子一般由絕緣件和金屬附件用膠合劑膠合或機械卡裝而成，絕緣件一般由環氧樹脂添加一定材料組成的絕緣結構，金屬附件例如可為鋼腳、鐵帽、法蘭等。盆式絕緣子通常作為如GIS/GIL等特高壓電力開關設備的關鍵部件，不僅可保證設備中心導體與管道法蘭間電氣絕緣，還同時具有機械支撐作用，其性能優劣直接決定開關設備的絕緣性能及運行可靠。

隨著電力系統運行電壓、運行可靠性要求的不斷提高，用戶對高壓盆式絕緣子的耐壓耐熱水平、力學性能、使用壽命等要求也越來越高。相關技術對于針對GIS/GIL實際應用場合研制的盆式絕緣子樣機，在型式試驗中會開展工頻耐壓試驗、溫升試驗和水壓試驗，分別對應盆子電場、溫度和應力分布模擬，以得到滿足要求的高壓盆式絕緣子。

然而，開展型式試驗不僅耗費大量人力和物力，且工頻耐壓試驗和水壓試驗將對盆式絕緣子造成一定破壞，導致高壓盆式絕緣子的研發周期和成本均較高。

發明內容

本公開實施例提供了一種確定高壓盆式絕緣子結構參數的計算機裝置、方法、設備及計算機可讀存儲介質，克服了相關技術存在的弊端，可有效指導高壓盆式絕緣子的結構設計。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供以下技術方案：

本發明實施例一方面提供了一種確定高壓盆式絕緣子結構參數的計算機裝置，包括：

性能參數采集模塊，用于獲取待測盆式絕緣子本體材料的性能參數，并得到各性能參數間的非線性關系，所述性能參數包括電性能參數、熱性能參數及機械性能參數；

電-熱-機性能耦合計算模塊，用于利用預先構建電-熱-機性能耦合計算模型，得到所述待測盆式絕緣子的電場分布、溫度分布及應力分布；所述電-熱-機性能耦合計算模型為基于有限元法和各性能參數間的非線性關系進行構建；

多物理場解耦計算模塊，用于利用預先構建的盆式絕緣子三維有限元模型分別在所述電場分布、所述溫度分布及所述應力分布進行解耦計算；

仿真模擬模塊，用于分別在電場模擬環境、溫度場模擬環境和應力場模擬環境中對所述盆式絕緣子三維有限元模型在預設位置處進行模擬運算；

結構參數確定模塊，用于利用預先構建的深度學習網絡模型對仿真模擬結果進行非線性反演學習，得到所述待測盆式絕緣子的結構參數。

可選的，還包括網絡模型訓練模塊；所述網絡模型訓練模塊包括：

模型框架構建子模塊，用于構建所述深度學習網絡模型結構框架，所述深度學習網絡模型結構為包括設置有3個神經元的輸入層、6個神經元的隱含層和4個神經元的輸出層的RBF神經網絡；所述RBF神經網絡的輸入為盆式絕緣子罩入深度、中心導體徑向厚度及盆式絕緣子外徑；所述RBF神經網絡的輸出為盆式絕緣子均壓罩表面最大電場強度、盆式絕緣子表面最大電場強度、盆式絕緣子本體與中心導體表面最大溫度值、盆式絕緣子本體最大應力值；

模型訓練子模塊，用于在所述深度學習網絡模型訓練過程中利用粒子群算法優化徑向基中心和基帶寬度。