[发明专利]基于有限元方法考虑套管油纸绝缘不均匀热老化效应的复合绝缘状态评估方法

权利要求书

1.一种基于有限元方法考虑套管油纸绝缘不均匀热老化效应的复合绝缘状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）考虑套管中径向不均匀热老化的影响，在传统X模型的基础上构建油纸绝缘系统等效物理复合模型；

（2）制备不同老化状态的绝缘纸板样本，测得绝缘油以及不同老化状态的绝缘纸板样本的FDS数据；

（3）将等效物理复合模型径向方向上温度变化较小的区域定义为一个等温区，按照径向温度梯度将油纸绝缘系统划分为n个等温区，即用不同老化程度的纸板叠加，得到实验室复合模型，并测得实验室复合模型对应介损因子的FDS曲线；

（4）根据实验室复合模型，搭建考虑不均匀热老化效应的复合绝缘仿真模型，并采用多面体网格对计算区域进行网格剖分；

（5）根据在实验室中测得的绝缘油和不同老化程度的绝缘纸板样本的FDS数据，确定复合绝缘仿真模型的材料参数，通过仿真计算得到套管油纸绝缘的仿真FDS曲线；

（6）将复合绝缘仿真模型扩展至3-D仿真模型，并对3-D仿真模型进行仿真计算；

（7）将复合绝缘仿真模型和3-D仿真模型的FDS曲线与实验室的实测FDS曲线进行对比，验证了仿真模型的可行性，验证后的仿真模型用于考虑不均匀热老化效应的套管油纸复合绝缘状态的分析和评估。

2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤（2）中，不同老化状态的绝缘纸板样本制备的具体过程为：将绝缘纸板和绝缘油进行真空干燥，然后浸油处理，得到预处理的绝缘纸板；将预处理的绝缘纸板在分别进行不同天数的加速热老化实验，得到不同老化状态的绝缘纸板样本。

3.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于，所述真空干燥工艺参数为：真空度为45~60Pa，干燥温度为100~110℃，干燥时间为48~60h。

4.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于，所述浸油处理是在温度为50~60℃、真空度为40~50Pa环境中浸油40~50h。

5.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述考虑不均匀热老化效应的复合绝缘仿真模型的X值与所述实验室复合模型的X值相等，所述X值为绝缘纸板与油纸绝缘总厚度的比值。

6.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤（4）中，选取COMSOLMultiphysics AC/DC模块的电流场进行求解，仿真模型的最上层作为高压极，添加200V的交流电压；最下层作为接地极，添加接地；将仿真模型的所有域赋予对应的材料属性后，采用用户自定义网格进行网格剖析。