[发明专利]基于有限元电场分析的电力电缆附件状态评估方法

摘要

本发明涉及一种基于有限元电场分析的电力电缆附件状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对正在运行的电力电缆附件进行状态检测，并初步确定可能异常运行的电力电缆附件；步骤二：获取可能存在运行状态异常的电力电缆附件的属性信息；步骤三：利用有限元仿真软件ANSYS建立需要分析的电力电缆附件的两种模型，包括模型1：设计结构尺寸模型，及模型2：运行结构尺寸模型；步骤四：确定电力电缆附件模型的边界条件的数学模型；步骤五：进行有限元计算，输出计算节点的电场强度数据结果；步骤六：对两种模型文件的电场强度数据进行对比及分析；从而得到状态检测结果。本发明方法能够对电力电缆附件进行准确的定量分析。

主权项

基于有限元电场分析的电力电缆附件状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对正在运行的电力电缆附件进行状态检测，并初步确定可能异常运行的电力电缆附件，此步骤中初步确定其运行状态可能异常的手段包括目测、红外热成像、局部放电带电测试、紫外成像运检技术；步骤二：获取可能存在运行状态异常的电力电缆附件的属性信息，主要包括：附件类型，附件的设计结构尺寸，附件的运行结构尺寸，附件各部分材料属性；步骤三：利用有限元仿真软件ANSYS建立需要分析的电力电缆附件的两种模型，包括模型1：设计结构尺寸模型，及模型2：运行结构尺寸模型，根据Poisson方程和电流连续方程得到相应的变分公式：（1）（2）式中为介质介电系数；为静态电位；为漏电流电位，k为正整数；V为求解区域；S为包围求解区域的闭合面；n为闭合面法向量；步骤四：确定电力电缆附件模型的边界条件的数学模型，由( 1 )和( 2 )式得到电场计算的边值条件为：（3）式( 3 )即为描述介质电场问题的数学模型；C为电场或电流场引起的第二类边界条件，当电导率≠0时，数学模型由电场和电流场的变分公式构成；当= 0时，即为电场数学模型；步骤五：基于式( 3 )的边值条件，根据已建好的电缆附件模型及安装几何尺寸，赋值附件类型及材料介电特性参数；设置电力电缆附件的网格剖分区域、自动剖分、边界条件；自动用有限元法离散并解析方程组，进行有限元计算，输出计算节点的电场强度数据结果；步骤六：通过MATLAB的数据处理功能对两种模型文件的电场强度数据进行对比，找到数据差异区，并对此区域内的电场强度变化最大的数据组—模型1的电场强度E（x_1max，y_1max）及模型2的电场强度E（x_2max，y_2max）进行分析；分析的原则为：1）E（x_2max，y_2max）/ E（x_1max，y_1max）≤200%，且E（x_2max，y_2max）≤2kV/mm，认为电力电缆附件的运行状态基本正常，属健康状态；2）E（x_2max，y_2max）/ E（x_1max，y_1max）≥200%或E（x_2max，y_2max）≥2kV/mm，认为电力电缆附件的运行状态异常，应尽快停电检修。