【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及绝缘系统领域，具体涉及绝缘电介质的介电参数领域。
技术介绍
1、非线性绝缘电介质是一类电导率(g)和(或)极化率(χ)会随着电场变化而变化的绝缘电介质。其中，具有场致增强型电导率和(或)极化率的一类非线性绝缘电介质，具有均化绝缘结构中电场分布的作用，能够有效改善电场分布，减小电场畸变程度，从而降低绝缘介质击穿导致绝缘结构被破坏的风险。因此，有效获取非线性绝缘介质的电导率和极化率，对于评估绝缘介质的非线性介电特性具有重要的意义。
2、线性电介质的电导率和极化率是与电场强度无关的常数，而非线性介质的电导率和极化率则与电场强度有关，且函数关系未知。时域介电响应分析是研究绝缘介质介电特性的常用方法。通过测量绝缘试样在电压u(t)下的电流时域谱i(t)，从而获得时域介电响应u(t)-i(t)特性，并建立相应的非线性等效电路模型，通过分析u(t)-i(t)获得等效电路模型参数，进而得到对应的电导率和极化率与电场之间的关系。在等效电路模型分析过程中，由于非线性电路参数与电场函数关系未知，无法直接分析。因此，可采用分段线性化方法实现电路参数的分析。然而现有的分段线性化方法采用固定的分段数和分段点位置，一方面存在分段的客观性不足，容易分段过大或者过小，使得部分分段区间误差过大或者造成计算量过多，使得分析效率降低；另一方面，现有分段方法也缺少对分段区间电路参数的准确度评估依据。因此，客观、准确、高效地实现分段线性分析非线性等效电路是获取非线性绝缘介质介电参数的重要基础，也是当前面临的挑战。
技术
1、针对现有非线性绝缘介质介电参数测量方法缺乏准确性评估、客观性不足、计算量大、效率低的问题，本专利技术提出一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，所述方法包括：
2、s1：实时获取试样在电压u(t)下的电流时域谱i(t)，得到所述试样的u(t)-i(t)响应特性，所述试样为待检测的非线性绝缘介质；
3、s2：基于所述试样的u(t)-i(t)响应特性建立描述所述非线性绝缘介质的三支路非线性等效电路模型，获得所述电路模型的u(t)-i(t)响应方程：
4、
5、
6、c∞为瞬时极化过程等效电容，cs为松弛极化等效电容，rs为松弛极化过程中的等效电阻，us为cs两端电压，gdc为等效电导，u(t)为电路中电压，i(t)为电路中总电流；
7、s3，对电压u(t)进行线性分段近似，u(t)中包含n个离散数据点，设置拟合点数为m，拟合函数形式为：
8、y＝ax+b,
9、其中参数a表示线性关系的斜率，参数b表示截距，x表示时间t，y表示电压u；
10、获得拟合相关系数r2，公式为：
11、
12、y表示实际值，表示拟合值，表示实际值的平均值，i表示数据点的索引；
13、获得拟合数据的平均绝对误差qk，公式为：
14、
15、s4：若满足r2≥r0且qk≤q0，则对本次拟合点数增加：m＝m+s，s为自然数，s>0返回执行s3并判断，否则，进一步判断：
16、若r2<r0或qk>q0，则对本次拟合点数减少，即m＝m-s返回执行s3，否则，记录参数a、参数b、拟合点数m、拟合相关系数r2和平均绝对误差qk，直至所有点数n均拟合完毕，得到u(t)的线性近似方程，r0为拟合相关系数r2的阈值，q0为平均绝对误差qk的阈值；
17、s5：将所述u(t)的线性近似方程代入该线性分段区间的u(t)-i(t)响应方程，
18、
19、
20、对响应方程求解获得待求参量cs、gdc，即可得到对应介电参数，所述介电参数包括：电导率γ和松弛极化率χ，
21、电导率松弛极化率
22、其中，ε0为真空中介电常数，ε0＝8.85×10-12f/m，
23、d为试样厚度，s为测量电极有效面积；
24、s6：令m＝m-s’，s’为自然数，0<s’<s对该段数据做一次线性拟合，得到新的线性近似方程并重新获得待求参量cs、gdc，根据相邻两次获得的待求参量得到相对误差；
25、s7：若满足所述相对误差≤预先设置的误差阈值则接受该组参数结果；然后执行s8；否则，执行s6；
26、s8：判断是否所有点均拟合完毕，如果是，则记录所有数据作为测量结果，否则，将第m个点当做起始点，返回执行s3。
27、进一步，在s2中，所述三支路等效电路模型中的三条支路分别为高频响应支路、直流传导支路和松弛响应支路。
28、进一步，在s3中，所述分段尝试拟合点数m≥3。
29、进一步，在s5中，对响应方程求解获得待求参量cs和gdc的方法为非线性最小二乘法或遗传算法。
30、进一步，在s6中，所述相对误差包括：该分段区间电导率γ的线性度评价参数lγ和该分段区间松弛极化率χs的线性度评价参数lp，
31、
32、
33、gdc,i中下标表示第i次等效电导参数计算结果；同理，cs,i中下标表示第i次等效松弛电容参数计算结果。
34、进一步，在s7中，所述误差阈值包括：lp的误差阈值lp0与lγ的误差阈值lγ0
35、lp0＝lp％，
36、lγ0＝lγ％。
37、本专利技术的有益效果在于：
38、能够实现对非线性绝缘介质介电参数的自适应分段分析，其分段过程不依赖于主观人为分段，且在分析过程中对获得的参数结果实时进行监控与误差衡量，减少了不必要的分析过程和冗余计算量，提高了参数测量效率和精度。
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1.一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在S2中，所述三支路等效电路模型中的三条支路分别为高频响应支路、直流传导支路和松弛响应支路。
3.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在S3中，所述分段尝试拟合点数m≥3。
4.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在S5中，对响应方程求解获得待求参量Cs和GDC的方法为非线性最小二乘法或遗传算法。
5.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在S6中，所述相对误差包括：该分段区间电导率γ的线性度评价参数Lγ和该分段区间松弛极化率χs的线性度评价参数Lp，
6.根据权利要求5所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在S7中，所述误差阈值包括：Lp的误差阈值LP0与Lγ的误差阈值Lγ0p>...
【技术特征摘要】
1.一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在s2中，所述三支路等效电路模型中的三条支路分别为高频响应支路、直流传导支路和松弛响应支路。
3.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性测量方法，其特征在于，在s3中，所述分段尝试拟合点数m≥3。
4.根据权利要求1所述的一种非线性绝缘介质介电参数的自适应分段线性...
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