(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210682944.6 (22)申请日 2022.06.17 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114779030 A (43)申请公布日 2022.07.22 (73)专利权人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 (72)发明人 程涣超　张书琦　遇心如　吴超　 刘雪丽　陈颖翠　李戈琦　邓俊宇　 张亚楠　汤浩　汪可　王健一　 孙建涛　赵志刚　赵晓宇　赵晓林　 徐征宇　杨帆　李刚　李熙宁　 鞠向波　张荐　王一林　谭瑞娟　 唐勇　赵义焜　吕晓露　高彬　(74)专利代理 机构 北京工信联合知识产权代理 有限公司 1 1266 专利代理师 刘爱丽 (51)Int.Cl. G01R 31/12(2006.01) G06F 30/23(2020.01) (56)对比文件 CN 109101716 A,2018.12.28 CN 110245437 A,2019.09.17 CN 10419 9717 A,2014.12.10 CN 114034988 A,2022.02.11 US 201027452 9 A1,2010.10.28 审查员 徐泽昕 (54)发明名称 一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种确定变压器出线装置的 绝缘强度的方法及系统， 包括： 确定变压器出线 装置计算模 型； 基于所述变压器出线装置计算模 型进行电场值的计算， 获取关键路径电场数据； 其中， 所述 关键路径电场数据， 包括： 关键路径中 每个路径点对应的位置信息和电场值； 根据所述 位置信息计算每个 路径点对应的许用场强， 并根 据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所 述变压器出线装置的绝缘强度。 本发 明的方法通 过对实际装配结构进行合理等效与简化， 构建计 算均压球等位面、 地电位面、 设置绝缘屏障与油 隙， 更加精确地计算其关键结构电场强度， 分析 计算绝缘许用性， 判断绝缘强度是否满足设计要 求， 能够实现快速地进行绝缘强度是否满足要求 的判别。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 114779030 B 2022.09.02 CN 114779030 B 1.一种确定变压器出线装置的绝 缘强度的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 确定变压器出线装置计算模型； 基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算， 获取关键路径电场数据； 其中， 所述关键路径电场数据， 包括： 关键路径中每 个路径点对应的位置信息和电场值； 根据所述位置信 息计算每个路径点对应的许用场强， 并根据每个路径点对应的许用场 强和电场值确定所述变压器出线装置的绝 缘强度； 其中， 所述确定变压器出线装置计算模型， 包括： 对实际变压器出线装置的结构进行简化， 导入剖面图， 设置用于分割油隙的绝缘材料 和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构， 并将出线装置均压球等位面设置为高压电 极， 将距离出线装置最近的地电位设置为地电极， 将所述出线装置内侧套管上 的电位设置 为线性电位； 所述确定变压器出线装置计算模型， 还 包括： 当绝缘材料为湿法成型材料时， 设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1； 当绝缘材料为绝缘纸筒时， 设置绝 缘纸筒与绝 缘油介电常数之比为2:1； 其中， 所述基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算， 获取关键路径电场 数据， 包括： 利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分， 确定剖分单 元； 基于所述剖分单元， 利用静电场求解器进行电场的计算， 获取每个剖分单元网格顶点 的电场值； 基于每个剖分单 元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据； 其中， 所述 根据所述 位置信息计算每 个路径点对应的许用场强， 包括：  ， 其中， 为第i个路径点对 应的许用场强； A为 形状系数； 为第i个路径点对 应的位 置信息， τ 为衰减指数； 其中， 所述根据每个路径点对应的许用场强和电场 值确定所述变压器出线装置的绝缘 强度， 包括： 根据每个路径点对应的许用场强和电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值， 包 括： ， 根据所有关键路径中绝 缘许用性 值的最小值确定绝 缘许用性 最小值 ； 若所述绝缘许用性最小值 满足 ， 则确定所述变压器出线装置 的绝缘强度满足绝 缘许用性条件； 其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值； 为第i个路径点对应的许用场强； 为第i个路径点对应的电场值； B为工艺系数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114779030 B 22.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于每个剖分单元网格顶点的电场 值 确定关键路径电场数据， 包括： 根据由出线装置均压球表面出发， 分别穿过均压球上、 下边缘倒角处的不同部位的 电 力线， 以及由出线装置电极任意位置出发， 穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线， 确定 关键路径； 提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信 息和对应的电场 值， 以获取关键路径电 场数据。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 采用插值法对所述关键路径电场数据进行 数据扩展。 4.一种确定变压器出线装置的绝 缘强度的系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 计算模型确定单 元， 用于确定变压器出线装置计算模型； 关键路径电场数据获取单元， 用于基于所述变压器出线装置计算模型进行电场 值的计 算， 获取关键 路径电场数据； 其中， 所述关键 路径电场数据， 包括： 关键路径中每个路径 点对 应的位置信息和电场值； 绝缘强度许用性确定单元， 用于根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强， 并根据每 个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝 缘强度； 其中， 所述计算模型确定单 元， 确定变压器出线装置计算模型， 包括： 对实际变压器出线装置的结构进行简化， 导入剖面图， 设置用于分割油隙的绝缘材料 和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构， 并将出线装置均压球等位面设置为高压电 极， 将距离出线装置最近的地电位设置为地电极， 将所述出线装置内侧套管上 的电位设置 为线性电位； 所述计算模型确定单 元， 确定变压器出线装置计算模型， 还 包括： 当绝缘材料为湿法成型材料时， 设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1； 当绝缘材料为绝缘纸筒时， 设置绝 缘纸筒与绝 缘油介电常数之比为2:1； 其中， 所述关键路径电场数据获取单元， 基于所述变压器出线装置计算模型进行电场 值的计算， 获取关键路径电场数据， 包括： 利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分， 确定剖分单 元； 基于所述剖分单元， 利用静电场求解器进行电场的计算， 获取每个剖分单元网格顶点 的电场值； 基于每个剖分单 元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据； 其中， 所述绝缘强度许用性确定单元， 根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用 场强， 包括： ， 其中， 为第i个路径点对 应的许用场强； A为 形状系数； 为第i个路径点对 应的位 置信息， τ 为衰减指数； 其中， 所述绝缘强度许用性确定单元， 根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定 所述变压器出线装置的绝 缘强度， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114779030 B 3