干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法及相关设备与流程

本发明属于干式套管微粒运动，具体为干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法及相关设备。

背景技术：

1、干式套管采用环氧树脂浸渍纸作为主绝缘，sf6气体作为辅助绝缘，具有无油、防爆以及可靠性高等特点，是变压器的关键部件，应用前景广阔。110kv干式套管多应用于靠近居民区变电站，一旦发生绝缘性能受损则会对国民经济及群众安全造成极大威胁。

2、在干式套管中，缘于生产工艺、运行负荷、长期磨损等因素，会不可避免的产生金属微粒杂质，而金属微粒引起的绝缘故障是影响设备可靠性的主要因素之一。干式套管内部金属微粒的存在形式有多种，多以球形或线形附着于导体表面。在交流电压下，存在于干式套管sf6腔体内部的金属带电微粒将在电场力、重力、阻力等多重作用力影响下发生运动及碰撞，从而影响套管绝缘性能。金属微粒引起的绝缘故障严重影响电力系统安全可靠性。因此，厘清金属微粒运动特性，探究影响颗粒运动的影响因素，对提升套管内部气体绝缘性能具有重要意义。

3、近年来，国内外学者陆续开展金属颗粒对套管内部绝缘性能影响的研究。通过提取金属颗粒缺陷下套管内部电气参数变化对套管绝缘劣化特性展开评估。随着有限元计算方法的的成熟，已有部分学者采用多物理场耦合方法对干式套管内部缺陷展开研究。关于故障套管内部金属微粒的研究，主要以静态颗粒为主，集中在环氧树脂固体绝缘内部，但在电热力多物理场影响下，气体绝缘区域的金属颗粒会在多种组合应力影响下发生运动，对设备安全造成巨大威胁。颗粒运动在干式套管的相关研究中鲜有报道。关于金属微粒运动的研究，主要集中在gis/gil气体绝缘设备领域。干式套管中具有与gis/gil相似的气体环境氛围，而干式套管气体绝缘中金属微粒运动过程的受力特性尚不明晰，其运动特性仍有待进一步研究。

技术实现思路

1、本发明的提供了一种干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法及相关设备，解决了干式套管气体绝缘中金属微粒运动过程的受力特性不明晰的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，包括：

4、建立干式套管sf6腔体内的微粒运动数值计算模型；

5、基于微粒动力学数值计算模型模拟微粒运动轨迹，获得微粒运动状态数据；

6、对微粒运动状态数据归一化处理，并确定不同微粒运动状态数据的权重分配；

7、将归一化处理后的微粒运动状态数据通过权重分配获得雷达图；

8、根据雷达图对金属颗粒破坏力评估。

9、优选地，微粒运动数值计算模型基于微粒在运动过程中受到的重力、电场力、库仑力和气体阻力建立。

10、优选地，所述微粒运动状态数据包括位粒运动最大速度、频繁跳跃时间、碰撞次数、弹跳最高高度、受到最大总力和运动过程中受到的电场力。

11、优选地，对微粒运动状态数据归一化处理的步骤具体为：

12、选取干式套管sf6腔体内右端粒径为4mm的铜颗粒作为标准值，将其他不同类型金属颗粒的多种表征参量与标准值进行归一化处理；

13、归一化处理公式为：

14、

15、其中xi为多种表征参量，yi为标准值。

16、优选地，确定不同微粒运动状态数据的权重分配步骤具体为：

17、提取不同位置、不同材料和不同粒径下金属颗粒的表征参量，控制粒径为单一变量，分别对每组参量进行标准差计算，认为参量变化越大，其对套管影响力最强，根据各参量标准差占比大小进行权重分配。

18、优选地，根据雷达图对金属颗粒破坏力评估具体为：

19、根据雷达图中各微粒运动状态数据的长度占比和面积占比进行不同初始状态下的。

20、优选地，sf6绝缘气体的气压为0.35mpa，所检测的微粒选用铜或铝。

21、干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估系统，包括：

22、模型建立模块：用于建立干式套管sf6腔体内的微粒运动数值计算模型；

23、运动状态数据获取模块：用于基于微粒动力学数值计算模型模拟微粒运动轨迹，获得微粒运动状态数据；

24、归一分配模块：用于对微粒运动状态数据归一化处理，并确定不同微粒运动状态数据的权重分配；

25、雷达图获取模块：用于将归一化处理后的微粒运动状态数据通过权重分配获得雷达图；

26、评估模块：用于根据雷达图对金属颗粒破坏力评估。

27、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法的步骤。

28、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法的步骤。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，建立带电金属颗粒在多重受力影响下的粒子运动模型，仿真研究不同初始位置、不同粒径、以及不同材料下金属微粒在干式套管sf6绝缘区域内部运动轨迹，通过对颗粒运动过程及受力进行分析，探究不同工况下金属颗粒在高压交流电场下的运动特性和影响因素，并基于雷达图法对不同初始状态下金属颗粒危险度进行评价，可以明确的分析出干式套管气体绝缘中金属微粒运动过程的受力特性。

技术特征：

1.干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，微粒运动数值计算模型基于微粒在运动过程中受到的重力、电场力、库仑力和气体阻力建立。

3.根据权利要求1所述的干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，所述微粒运动状态数据包括位粒运动最大速度、频繁跳跃时间、碰撞次数、弹跳最高高度、受到最大总力和运动过程中受到的电场力。

4.根据权利要求1所述的干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，对微粒运动状态数据归一化处理的步骤具体为：

5.根据权利要求1所述的干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，确定不同微粒运动状态数据的权重分配步骤具体为：

6.根据权利要求1所述的干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，根据雷达图对金属颗粒破坏力评估具体为：

7.根据权利要求1所述的干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法，其特征在于，sf6绝缘气体的气压为0.35mpa，所检测的微粒选用铜或铝。

8.干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种干式套管气体绝缘中金属颗粒破坏力评估方法及相关设备，建立带电金属颗粒在多重受力影响下的粒子运动模型，仿真研究不同初始位置、不同粒径、以及不同材料下金属微粒在干式套管SF6绝缘区域内部运动轨迹，通过对颗粒运动过程及受力进行分析，探究不同工况下金属颗粒在高压交流电场下的运动特性和影响因素，并基于雷达图法对不同初始状态下金属颗粒危险度进行评价，可以明确的分析出干式套管气体绝缘中金属微粒运动过程的受力特性。技术研发人员：乔亚军,丛培杰,刘芸,周福升,潘雄,上官海洋,许孜博,王杰,潘欢,关世龙,朱春常受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局技术研发日：技术公布日：2024/11/4