[发明专利]一种球-球间隙结构的电场表征方法

权利要求书

1.一种球-球间隙结构的电场表征方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、通过静电场仿真计算获取球-球间隙的三维电场分布；

步骤2、将两个球电极之间最短几何距离所在的路径定义为最短路径，在最短路径上等距选取n个取样点， n 为正整数 ；

步骤3、提取n个取样点的坐标、电场强度的原始数据，并据此计算得到表征球-球间隙结构的电场特征集，从而将三维空间结构映射至一维路径特征；

球-球间隙结构的电场特征集包括电场强度类、电场梯度类、电场平方类、电场强度积分类、路径长度类、电场不均匀度类特征量；

电场强度类特征量包括球-球间隙最短路径上的高压球电极表面电场强度最大值E_hmax、低压球电极表面电场强度最大值E_lmax，电场强度最小值E_min和平均值E_a，以及电场强度方差E_std2和标准差E_std；

电场梯度类特征量包括从E_hmax所对应的取样点到E_min所对应的取样点之间路径上的电场梯度最大值E_ghm，从E_min所对应的取样点到E_lmax所对应的取样点之间路径上的电场梯度最大值E_glm，以及整条最短路径上的电场梯度平均值E_ga；

电场平方类特征量包括球-球间隙最短路径上电场强度平方的积分E_s及其期望值E_sa；

电场强度积分类特征量包括电场强度超过x％E_hmax的路径上的电场强度积分V_x，高、低压球电极到E_min所对应的取样点之间的电场强度积分V_h、V_l；

路径长度类特征量包括球-球间隙最短路径上电场强度超过x％E_hmax的路径长度L_Ex，电场梯度超过x％E_ghm的路径长度L_gx，累计电场平方为x％E_s的路径长度L_sx，以及E_min所对应的取样点到高压球电极的距离L_min；

电场不均匀度类特征量包括电场强度类、电场平方类、电场强度积分类、路径长度类比例参数；电场强度类比例参数包括E_hmax与E_a的比值E_rha，E_lmax与E_hmax的比值E_rlh，E_min与E_hmax的比值E_rm；电场平方类比例参数包括电场强度超过x％E_hmax的路径上的电场平方与E_s的比值E_rsx；电场强度积分类比例参数包括V_x、V_h、V_l与球-球间隙两电极之间电压U的比值V_rx、V_rh、V_rl；路径长度类比例参数包括L_Ex、L_gx、L_sx、L_min与球-球间隙距离d的比值L_rEx、L_rgx、L_rsx、L_rmin。

2.如权利要求1所述的球-球间隙结构的电场表征方法，其特征是，x％在50％～95％之间选取，选取数量1～3个。

3.如权利要求1所述的球-球间隙结构的电场表征方法，其特征是，通过过滤式算法、封装式算法从最短路径电场特征集中选择特征量，以满足不同的应用场合。

4.如权利要求1所述的球-球间隙结构的电场表征方法，其特征是，球-球间隙电场特征集适用于空气间隙、SF₆、变压器油介质中的球-球间隙。