(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211043049.6 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510060 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 (72)发明人 王流火　李庆江　庞鹏　王俊刚　 孙帅　周俊宏　陈先锋　陈德权　 陈义　陶雄武　方祎　崔明硕　 杨夙峰　霍小晶　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 闵岳峰 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优 化方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种超高压绝缘套管绝缘特 性仿真分析优化方法及装置， 涉及电力设备技术 领域。 该方法采用参数化建模的方法， 设置中心 导体半径、 内屏蔽的水平位移与接地屏蔽的水平 位移为全局变量， 避免反复调整超高压绝缘套管 二维模型； 同时， 本发明利用场计算器功能编辑 切向场强Em2公式并应用于关注变量路径中， 进 而对超高压绝缘套管内部绝缘结构 优化设计； 该 装置包括依次连接的模型建立单元、 参数优化单 元、 路径设置单元、 结构参数优化单元和最优参 数确认单元。 本发明提高了超高压绝缘套管绝缘 特性仿真分析效率， 对于高压电器的绝缘设计具 有较大的现实意 义。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115422799 A 2022.12.02 CN 115422799 A 1.一种超高压绝 缘套管绝 缘特性仿真 分析优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)利用Maxwel l参数化建模功能， 建立超高压绝 缘套管二维模型； 2)根据建立的超高压绝缘套管二维模型， 设置中心导体半径、 内屏蔽的水平位移与接 地屏蔽的水平位移为全局变量， 作为结构参数进行优化； 3)保留最大场强处的瓷套伞裙特征， 并在此处设置一条路径， 利用Maxwell 中场计算器 功能编辑切向场强Em2计算公式， 并应用于此路径中； 4)在额定相电压下， 通过Maxwell中目标优化功能， 观察单一结构参数变化对切向场强 Em2的影响， 确定结构参数的研究范围； 综合优化参数研究范围， 设置三个结构参数共 同变 化， 对超高压绝 缘套管的结构参数进行优化处 理； 5)将优化后的超高压绝 缘套管结构参数导入Maxwel l中进行验证， 选取最优参数。 2.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤1)中Maxwel l参数化建模功能， 具体包括： 根据简化后的超高压绝缘套管结构， 在Maxwell中建立1:1的二维参数化仿真模型， 选 择中心导体半径、 内屏蔽的水平位移与接地屏蔽的水平位移作为结构参数， 通过调节结构 参数值实现对 超高压绝 缘套管二维模型的调整。 3.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤2)中， 中心导体的半径在80～ 95mm范围内， 其 步长为1m m。 4.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤2)中， 中间屏蔽的水平位移在 ‑10～20mm范围内， 其右 移为正， 步长为5m m。 5.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤2)中， 接地屏蔽的水平位移在 ‑10～8mm范围内， 其右 移为正， 步长为1m m。 6.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤3)具体为： 31)通过Maxwel l中线工具描绘所保留最大场强处的瓷套伞 裙路径； 32)利用场计算器功能编辑切向场强Em2计算公式并应用于此路径中； 33)在Maxwel l中结果处设置切向场强Em2结果报告。 7.根据权利要求6所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 切向场强Em2的计算公式 其中MagE为P点处场强值， nE为 P点处径向场强值， P为所设路径上一 点。 8.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤4)具体为： 41)在额定相电压下， 通过Maxwell中目标优化功能， 选择参数选项， 设置相应结构参数 步长， 观察单一结构参数变化对切向场强Em2的影响， 确定结构参数的研究范围； 42)综合优化参数研究范围， 通过Maxwell中目标优化功能， 选择优化选项， 设置三个结 构参数共同变 化， 设置切向场强值Em2≤0.4kV/mm， 选择优化 方法， 对超高压 绝缘套管的结构 参数进行优化处 理。 9.根据权利要求1所述的一种超高压绝缘套管绝缘特性仿真分析优化方法， 其特征在 于， 所述步骤5)具体为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422799 A 251)将优化后的超高压绝缘套管结构参数导入额定相电压下超高压绝缘套管模型中进 行验证， 综合分析 结果以及工艺制造的设计要求， 选取三组合 适优化参数； 52)将优化参数导入雷电冲击过电压下超高压绝缘套管模型中进行验证， 确定最优参 数。 10.一种超高压绝 缘套管绝 缘特性仿真 分析优化装置， 其特 征在于， 包括： 模型建立单 元， 利用Maxwel l参数化建模功能， 建立超高压绝 缘套管二维模型； 参数优化单元， 根据建立的超高压绝缘套管二维模型， 设置 中心导体半径、 内屏蔽的水 平位移与接地屏蔽的水平位移为全局变量， 作为结构参数进行优化； 路径设置单元， 保留最大场强处的瓷套伞裙特征， 并在此处设置一条路径， 利用 Maxwell中场计算器功能编辑切向场强Em2计算公式， 并应用于此路径中； 结构参数优化单元， 在额定相电压下， 通过Maxwell中目标优化功能， 观察单一结构参 数变化对切向场强Em2的影响， 确定结构参 数的研究范围； 综合优化参 数研究范围， 设置 三个 结构参数共同变化， 对 超高压绝 缘套管的结构参数进行优化处 理； 最优参数确认单元， 将优化后的超高压绝缘套管结构参数导入Maxwell中进行验证， 选 取最优参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422799 A 3