电容式套管绝缘缺陷设计方法及装置制造方法及图纸

一种电容式套管绝缘缺陷设计方法及装置，所述方法包括步骤：建立电容式套管正常模型，确定电容式套管正常模型的电场分布；B、调整电容式套管正常模型的物理属性以建立电容式套管绝缘缺陷模型；C、确定电容式套管绝缘缺陷模型的电场分布，根据电容式套管正常模型的场强最大值和绝缘缺陷模型的场强最大值，确定最大场强畸变倍数；D、若所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值，或最大场强畸变倍数大于第二预定阈值，则调整绝缘缺陷模型的物理属性，重新确定最大场强畸变倍数，直至最大场强畸变倍数处于第一预定阈值和第二预定阈值之间。通过本发明专利技术的方法及装置，能够使得电容式套管模型中电场分布可控、参数便于调整、与实际情况吻合度好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高电压与绝缘
，特别是涉及到绝缘设备的分析设计技术领 域。
技术介绍
当载流导体需要穿过与其电位不同的金属箱壳或墙壁时，需要使用套管将导体与 零电位的金属箱壳或墙壁隔开。套管在高电压领域是十分重要的绝缘设备。高压套管分为 充油式套管和电容式套管，充油式套管中的电缆纸类似于电容式套管中的均压极板，而电 容式套管中的电容芯子就是一串同轴圆柱形的电容器。充油式套管又可分为单油隙套管和 多油隙套管，电容式套管又可分为胶纸和油纸套管。 IlOkV交流以上的高压套管常用电容式套管，它主要靠电容芯子改善电场分布。 电容式套管在运行中受到电、热、机械应力和环境的联合作用，常常因为制造过程中电缆纸 干燥不充分、折边效果不好、卷制预紧力不足使得芯子内部隐含缺陷，若在出厂试验及设备 交接试验中没有监测出带缺陷的套管，投入使用后极易引发套管芯子内部放电甚至爆炸故 障。目前套管出厂试验及例行试验对套管的监测与诊断主要采用传统的局部放电检测及介 损测量，对内部潜伏性缺陷的诊断准确度不高。 一般说来，电容器套管绝缘缺陷设计主要包括基于脱落层向下位移缺陷、电容芯 子首层受潮缺陷、电容芯子末层受潮缺陷模型，获得套管内部缺陷对原电场分布的影响，是 分析套管绝缘缺陷放电过程的重要手段之一。目前已公开的套管绝缘缺陷的设计方法中， 很少有考虑到绝缘缺陷对原电场畸变程度的影响。在实际试验过程中，绝缘缺陷模型引起 场强畸变过于严重，会使得试验模型在短时间内发生击穿，不能很好的观测到绝缘缺陷放 电的发展过程。而绝缘缺陷模型引起场强畸变效果微弱，会使得在加压时间过长，试验困难 及成本难以承受。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够考虑到绝缘缺陷 对原电场畸变程度的影响的电容式套管绝缘缺陷设计方法，通过调整电容式套管模型的物 理属性，衡量电容式套管的电容分布和电场畸变程度，从而为电容式套管绝缘缺陷引起的 放电发展分析提供基础。 为了实现此目的，本专利技术采取的技术方案为如下。 一种电容式套管绝缘缺陷设计方法，包括步骤： A、建立电容式套管正常模型，确定电容式套管正常模型的电场分布，提取电容式 套管正常模型的场强最大值； B、调整电容式套管正常模型的物理属性以建立电容式套管绝缘缺陷模型； C、确定电容式套管绝缘缺陷模型的电场分布，提取绝缘缺陷模型的场强最大值， 根据电容式套管正常模型的场强最大值和绝缘缺陷模型的场强最大值，确定最大场强畸变 倍数； D、若所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值，或最大场强畸变倍数大于第二预 定阈值，则调整绝缘缺陷模型的物理属性，重新确定最大场强畸变倍数，直至最大场强畸变 倍数处于第一预定阈值和第二预定阈值之间。 其中所述第一预定阈值为1. 1，第二预定阈值为1. 2。 另外，所述绝缘缺陷模型的物理属性为脱落层向下位移该层极板的长度，相应地， 当所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值时，增大脱落层向下位移该层极板的 长度； 当所述最大场强畸变倍数大于第二预定阈值时，减小脱落层向下位移该层极板的 长度。 或者所述绝缘缺陷模型的物理属性为电容芯子受潮首层的含水率，相应地， 当所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值时，增大电容芯子受潮首层的含水 率； 当所述最大场强畸变倍数大于第二预定阈值时，减小电容芯子受潮首层的含水 率。 又或者所述绝缘缺陷模型的物理属性为电容芯子受潮末层的含水率，相应地， 当所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值时，增大电容芯子受潮末层的含水 率； 当所述最大场强畸变倍数大于第二预定阈值时，减小电容芯子受潮末层的含水 率。 步骤D之后，进一步包括： E、针对脱落层向下位移缺陷，当与最大值相差5%以内场强分布体积超过所述脱 落层体积的10%，则确定为合理绝缘缺陷。 或者步骤D之后，进一步包括： E、针对电容芯子首层受潮缺陷或电容芯子末层受潮缺陷，当受潮缺陷体积超过电 容芯子体积的15%，则确定为合理绝缘缺陷。 特别地，所述电容式套管正常模型或电容式套管绝缘缺陷模型包括电容芯子、中 心导杆、浸渍、法兰和外套，采用有限元方法分析电容式套管正常模型或电容式套管绝缘缺 陷模型的电场分布，其中电容式套管正常模型或电容式套管绝缘缺陷模型的网格划分精度 为 0? 001mm。 一种电容式套管绝缘缺陷设计装置，包括正常模型分析单元、绝缘缺陷模型建立 单元、绝缘缺陷模型分析单元和绝缘缺陷模型调整单元，其中， 正常模型分析单元用于建立电容式套管正常模型，确定电容式套管正常模型的电 场分布，提取电容式套管正常模型的场强最大值； 绝缘缺陷模型建立单元用于调整电容式套管正常模型的物理属性以建立电容式 套管绝缘缺陷模型； 绝缘缺陷模型分析单元用于确定电容式套管绝缘缺陷模型的电场分布，提取绝缘 缺陷模型的场强最大值，根据电容式套管正常模型的场强最大值和绝缘缺陷模型的场强最 大值，确定最大场强畸变倍数； 绝缘缺陷模型调整单元，用于当所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值，或最 大场强畸变倍数大于第二预定阈值时，调整绝缘缺陷模型的物理属性，重新确定最大场强 畸变倍数，直至最大场强畸变倍数处于第一预定阈值和第二预定阈值之间。 通过采用本专利技术的电容式套管绝缘缺陷设计方法，能够使得电容式套管的绝缘缺 陷模型电场分布可控、参数便于调整、与实际情况吻合度好；能够方便用于电容式套管绝缘 缺陷引起的放电发展分析，从而为寻求典型绝缘缺陷提供高效的诊断方法。【附图说明】 图1为本专利技术实施方式中电容式套管绝缘缺陷设计方法的流程示意图。 图2为本专利技术实施方式中电容式套管正常模型的电场分布示意图。 图3为本专利技术实施方式中电容式套管发生脱落层向下位移缺陷时电场分布示意 图。 图4为本专利技术实施方式中电容式套管发生电容芯子首层受潮缺陷时电场分布示 意图。 图5为本专利技术实施方式中电容式套管发生电容芯子末层受潮缺陷时电场分布;^ 意图。【具体实施方式】[003当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式套管绝缘缺陷设计方法，包括步骤：A、建立电容式套管正常模型，确定电容式套管正常模型的电场分布，提取电容式套管正常模型的场强最大值；B、调整电容式套管正常模型的物理属性以建立电容式套管绝缘缺陷模型；C、确定电容式套管绝缘缺陷模型的电场分布，提取绝缘缺陷模型的场强最大值，根据电容式套管正常模型的场强最大值和绝缘缺陷模型的场强最大值，确定最大场强畸变倍数；D、若所述最大场强畸变倍数小于第一预定阈值，或最大场强畸变倍数大于第二预定阈值，则调整绝缘缺陷模型的物理属性，重新确定最大场强畸变倍数，直至最大场强畸变倍数处于第一预定阈值和第二预定阈值之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴佺民，詹花茂，李成榕，潘齐方，卓然，田野，傅明利，
申请(专利权)人：华北电力大学，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11