[發明專利]一種梯度絕緣部件的制備方法

有效

• 申請號: 202111153554.1
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114005628B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 聶永杰;張逸凡;趙現平;譚向宇;王科;項恩新;鄧云坤;羅兵;傅明利;侯帥;惠寶軍;馮賓;朱聞博
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H01B19/00
• 分類號: H01B19/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種梯度絕緣部件的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

以降低梯度絕緣部件的預設區域的電場強度為優化目標，采用拓撲優化方法計算所述梯度絕緣部件結構內部的電導率和介電常數共同的空間優化目標；

根據所述空間優化目標，分別計算所述空間優化目標相對電導率的電導率最優分布和所述空間優化目標相對介電常數的介電常數最優分布；

取所述電導率最優分布中的高電導率區域和所述介電常數最優分布中高介電常數區域的交集，得到高介電區域，并計算所述高介電區域的均勻介電常數值和均勻電導率值；

根據所述均勻介電常數值和所述均勻電導率值確定所述高介電區域中的制備材料中填料的添加量，完成高介電部分的制備；

將所述高介電部分固定于金屬模具中，采用真空澆注手段完成絕緣部件剩余的低絕緣區域的制備。

2.如權利要求1所述的梯度絕緣部件的制備方法，其特征在于，所述預設區域具體包括：預設的局部區域或所述梯度絕緣部件的氣固界面處；

所述以降低梯度絕緣部件的預設區域的電場強度為優化目標，采用拓撲優化方法計算所述梯度絕緣部件結構內部的電導率和介電常數共同的空間優化目標，具體包括

以降低所述局部區域或所述氣固界面處的電場強度為優化目標，采用拓撲優化方法中的水平集算法求解所述梯度絕緣部件結構內部的介電常數和電導率共同的空間優化目標f；

其中，Ω為所述梯度絕緣部件的電場積分項的計算區域，Ω₂為預設的第一優化目標區域，Ω₃為預設的第二優化目標區域，C_ref為電場積分項中優化分量的歸一化參數，r為二維軸對稱坐標系下的橫坐標，z為二維軸對稱坐標系下的縱坐標，E為所述第一優化目標區域內的電場強度，E_mean為所述第二優化目標區域內的平均電場強度，(r,z)∈Ω₁，Ω₁為介電參數設計可行區域；

所述空間優化目標f的電場強度關于介電常數ε_ri和電導率σ_ri的約束條件包括：

其中，ε_ri、ε_max和ε_min分別為將介電參數設計可行區域Ω₁進行網格劃分后第i個網格內的介電常數、介電常數變化的上限以及介電常數下限，σ_ri、σ_max和σ_min分別為第i個網格內的電導率、電導率變化的上限以及電導率下限，m為邊界曲線形狀控制系數，ρ_i為第i個網格內的密度，A為介電梯度區域的面積大小。

3.如權利要求2所述的梯度絕緣部件的制備方法，其特征在于，所述根據所述空間優化目標，分別計算所述空間優化目標相對電導率的電導率最優分布和所述空間優化目標相對介電常數的介電常數最優分布，具體包括：

在電導率保持不變的情況下，改變介電常數的分布，根據所述空間優化目標，獲得介電常數優化分布；

在獲得的最優的介電常數優化分布的基礎上，保持介電常數不變，改變電導率的分布，根據所述空間優化目標，獲得最優的電導率優化分布；

根據獲得的最優的電導率優化分布，保持電導率不變，改變介電常數的分布，根據所述空間優化目標，獲得最優的介電常數優化分布，并在獲得的最優的介電常數優化分布的基礎上，保持介電常數不變，改變電導率的分布，根據所述空間優化目標，獲得最優的電導率優化分布；循環獲取電導率優化分布和介電常數優化分布的過程預設次數，以最新獲得的電導率優化分布作為所述電導率最優分布，以最新獲得的介電常數優化分布作為所述介電常數最優分布。