[发明专利]一种气体介质的储能特征与放电电压预测方法

权利要求书

1.一种气体介质的储能特征与放电电压预测方法，其特征在于，基于以下定义：

气体介质的储能特征包括：

特征一：空间尺度特征，所述的空间尺度特征为绝缘结构的电场分布特征量，

特征二：时间尺度特征，时间尺度特征为加载电压的波形特征量，

特征三：环境因素特征，环境因素特征为气体介质的气压、温度、湿度；

所述的气体介质包括六氟化硫、氮气；

该预测方法具体包括：

步骤1，基于支持向量机建立预测模型，将空间尺度特征、时间尺度特征和环境因素特征经过归一化后作为支持向量机模型的输入，将绝缘结构在加载电压下是否击穿作为支持向量机模型的输出；通过试验获取少量典型电极绝缘结构的放电电压U_b，分别定义[(1-a％)U_b，U_b)和[U_b，(1+a％)U_b]为放电区间和未放电区间，其中，a％根据允许误差范围设定，采用上述典型电极绝缘结构的储能特征及其对应的输出1或-1对支持向量机模型进行训练，并通过优化算法对支持向量机模型进行参数优化；

步骤2，采用经过训练和优化后的支持向量机模型对待预测绝缘结构的放电电压进行预测，加载电压初值U₀，将空间尺度特征、时间尺度特征和环境因素特征作为输入，得出对应输出从-1到1跳变的电压U，即为待预测绝缘结构的放电电压；若在加载电压初值U₀下的输出均为-1或均为1，则进一步加载电压U₀+dU或U₀-dU，直至输出-1到1的跳变；

所述的时间尺度特征包括电压波形基本特征量和附加特征量，所述的电压波形为模拟雷电冲击或操作冲击的双指数波；具体地，基本特征量包括冲击电压幅值U_max、波前时间T_f、半峰值时间T₂、电压波形上升率dU/dt、电压波形积分S；附加特征量包括波前阶段x％U_max时刻的斜率k_x、超过x％U_max的时间间隔T_x、超过x％U_max的波前时间间隔T_fx、超过x％U_max的波形区域电压积分S_x、超过x％U_max的波前部分电压积分S_fx；上述的x％分别取90％、75％和60％。

2.根据权利要求1所述的一种气体介质的储能特征与放电电压预测方法，其特征在于，所述的空间尺度特征根据绝缘结构高、低压端的空间位置，包括放电通道和放电路径两大类，所述的放电通道为高压端与低压端之间的空间区域，所述的放电路径为高压端与低压端之间最短距离所在的路径；具体地，放电通道类特征量包括放电通道内的场强最大值E_m、场强平均值E_a、场强畸变率E_d、电场能量W、能量密度W_d、超过x％最大场强区域所占体积的比例V_rx及其所占能量的比例W_rx、超过24kV/cm和7kV/cm的区域所占体积的比例V_r24、V_r7和所占能量的比例W_r24、W_r7；放电路径类特征量包括放电路径上的电场梯度最大值E′_max、最小值E′_min和平均值E′_ave、超过x％电场梯度最大值的路径长度所占间距的比例E′_rx、场强值超过24kV/cm、7kV/cm的路径长度L₂₄、L₇及其所占间距的比例L_r24、L_r7；上述的x％分别取90％、75％、50％和25％。