一种应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法，包括如下步骤：步骤一、通过comsol建模软件建立了有限元分析模型；步骤二、模型中插入初始参数；步骤三、将模型与MATLAB编程软件进行关联，在程序中随着时间滚动模拟运行以此得到相应数据,以模拟在不同条件下测量的PD模式和PD脉冲。通过这种仿真方法，不但能更加透彻的理论性明白老化过程当中物理过程，并且提供一种仿真方法来分析实际生产和运行维护当中绝缘材料内部局部放电所发生的原理，进而来判断老化程度，以此来对缺陷危急程度进行分类，对不同程度缺陷情况做出相应的应对措施，来减少不必要的损失和提高生产及运行效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法
本专利技术属于电力工业
，涉及电力系统中的局部放电研究，特别涉及一种应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法。
技术介绍
由于制造过程中引入的缺陷，绝缘材料中会出现微缺陷，如微型腔，突起和污染物。此外，在设备的工厂测试期间，这些缺陷可能无法检测到，但在电力压力下运行时，这些缺陷的影响可能会变得明显。空隙的较低介电常数导致空隙中的电场高于聚合物绝缘，这可能导致局部放电(PD)发生。导致空隙里的PD的两个条件是当施加的电压高于初始电压并且也存在自由电子时。高能量的自由电荷会轰击空隙表面。由于空隙表面的化学老化和热老化，空隙表面的电导率将增加，这将对空隙内的电场产生影响。因此，在退化过程中，由于表面电导率发生变化，可以发现不同的PD图案。因此，开发了一种物理PD老化模型来模拟老化过程中观察到的PD模式，以此发现老化过程当中各种物理参数的变化，以便于更深入了解实验过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种应用交流电场下硅橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一、通过comsol建模软件建立了有限元分析模型；/n步骤二、模型中插入初始参数；/n步骤三、将模型与MATLAB编程软件进行关联，在程序中随着时间滚动模拟运行以此得到相应数据,以模拟在不同条件下测量的PD模式和PD脉冲。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、通过comsol建模软件建立了有限元分析模型；
步骤二、模型中插入初始参数；
步骤三、将模型与MATLAB编程软件进行关联，在程序中随着时间滚动模拟运行以此得到相应数据,以模拟在不同条件下测量的PD模式和PD脉冲。


2.根据权利要求1所述的应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法，其特征在于：步骤一建立的模型由直径1mm的半球形空隙、厚度为0.05mm的空隙表面和厚度为2mm且直径为50mm的均匀绝缘材料区域组成，均匀绝缘材料区域的上端设置正电极、下端设置地极；在空隙中心的顶部和底部，增加两个微小的空隙表面老化区域，老化区域的老化范围球直径为0.005mm；空隙中心的水平线表示用于积分电流密度以计算放电事件期间空隙中的电流的横截面积；不同的50赫兹电压交流正弦电压施加在上部电极，地极接地。


3.根据权利要求1所述的应用交流电场下硅橡胶空隙老化过程的局部放电仿真方法，其特征在于：步骤中插入的初始参数包括：
使用有限元分析软件解决模型中的电场和温度分布；电场分布通过使用场模型来求解，其中控制方程见式(1)：



其中V是电势，σ是电导率，ε是介电常数；
空腔中的温度分布使用公式(2)来判断确定，表达式(2)为：



其中ρ是质量密度，Cp是比热容，k是热导率，Q是热源密度；
等式(1)和(2)通过Q项耦合，其中Q通过在PD事件期间将电流密度J乘以空隙的电场E来确定；当空隙两端的电压Ucav超过初始电压Uinc时，在初始自由电子可用的情况下，则PD出现在空...

【专利技术属性】
技术研发人员：白天予，梁刚，曹旌，杨要中，田圳，王钰，张威，蔚鑫栋，马占军，陈文福，王洋，郭丰瑞，王振法，王鑫，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12