[发明专利]高压套管芯体结构参数设计平台及设计方法

说明书

本发明公开了高压套管芯体结构参数设计平台及设计方法，包括如下步骤：S1、选择对应的高压套管类型，对高压套管的电容屏边界条件进行赋值，对高压套管的电容屏层数进行赋值，确定各个电容屏的半径和长度，确定高压套管绝缘介质层的厚度，确定电容屏的台阶长度；S2、利用各个电容屏的半径和长度、高压套管绝缘介质层的厚度和电容屏的台阶长度解析法求解得出高压套管的电气参数；S3、将解析法求解得出的高压套管的电气参数与步骤S1确定的高压套管类型对应的套管设计要求规定的标准电气参数进行对比，确定高压套管的电气参数是否满足要求。本发明达到了高压套管优化电气参数的目的。

技术领域

本发明涉及结构参数设计技术领域，具体地指一种高压套管芯体结构参数设计平台及设计方法。

背景技术

高压干式套管绝缘设计中最关键的部件为电容芯体，芯体由电容屏及绝缘介质层层叠加构成，即同轴圆柱形串联电容器。其中电容屏的作用是控制径向电场强度E_r和轴向场强E_l分布均匀，使绝缘介质层充分发挥绝缘作用，尽可能减小套管的半径和长度。芯体的设计包括径向最大工作场强E_rm的确定和电容屏尺寸的计算等。目前芯体结构设计方案主要有等电容等台阶不等厚度法、不等电容不等台阶等厚度法及等裕度法，其求解方法包括解析法及有限元法，由于涉及到的参数较多不易处理。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种高压套管芯体结构参数设计平台及设计方法，本发明通过对高压套管芯体基本参数设定，包括套管类型选择、电容屏边界条件及电容屏层数，然后进行解析计算，以图表形式展示出计算结果，当某些参数不满足要求时，可有序调整初始基本参数，达到高压套管优化电气参数的目的。

为实现此目的，本发明所设计的高压套管芯体结构参数设计平台，其特征在于：它包括高压套管结构参数设置模块、高压套管电气参数获取模块和高压套管的电气参数核准模块，所述高压套管结构参数设置模块用于根据高压套管的实际应用场合选择对应的高压套管类型，根据高压套管电容屏设计标准参考值对高压套管的电容屏边界条件进行赋值，根据高压套管的电压等级对高压套管的电容屏层数进行赋值，利用电容屏边界条件和电容屏层数确定各个电容屏的半径和长度，并利用各个电容屏的半径和长度确定高压套管绝缘介质层的厚度，利用高压套管类型确定电容屏的台阶长度；

高压套管电气参数获取模块用于利用各个电容屏的半径和长度、高压套管绝缘介质层的厚度和电容屏的台阶长度经解析法求解得出高压套管的电气参数；

高压套管的电气参数核准模块用于将解析法求解得出的高压套管的电气参数与高压套管类型对应的套管设计要求规定的标准电气参数进行对比，确定高压套管的电气参数是否满足要求。

本发明的有益效果：

本发明利用MATLAB/GUI软件实现高压套管芯体参数设计，通过对高压套管芯体初始基本参数设定，包括套管类型选择、电容屏边界条件及电容屏层数，从而得出芯体完整的结构参数，然后按照解析法解算出相关电气参数，并且能够以图表形式展现，再综合分析套管芯体计算结果，经过对初始参数调整后，可以使得电气参数满足要求，该设计方式可有效降低高压套管芯体结构参数的设计周期及成本，具有较广泛的实用性和经济性。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的平台操作界面示意图；

图3为本发明的逻辑框图。

其中，1—高压套管结构参数设置模块、2—高压套管电气参数获取模块、3—高压套管的电气参数核准模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：