[发明专利]确定高压盆式绝缘子结构参数的计算机装置、设备及方法

权利要求书

1.一种确定高压盆式绝缘子结构参数的计算机装置，其特征在于，包括：

性能参数采集模块，用于获取待测盆式绝缘子本体材料的性能参数，并得到各性能参数间的非线性关系，所述性能参数包括电性能参数、热性能参数及机械性能参数；

电-热-机性能耦合计算模块，用于利用预先构建电-热-机性能耦合计算模型，得到所述待测盆式绝缘子的电场分布、温度分布及应力分布；所述电-热-机性能耦合计算模型为基于有限元法和各性能参数间的非线性关系进行构建；

多物理场解耦计算模块，用于利用预先构建的盆式绝缘子三维有限元模型分别在所述电场分布、所述温度分布及所述应力分布进行解耦计算；

仿真模拟模块，用于分别在电场模拟环境、温度场模拟环境和应力场模拟环境中对所述盆式绝缘子三维有限元模型在预设位置处进行模拟运算；

结构参数确定模块，用于利用预先构建的深度学习网络模型对仿真模拟结果进行非线性反演学习，得到所述待测盆式绝缘子的结构参数；

所述确定高压盆式绝缘子结构参数的计算机装置，其特征在于，还包括网络模型训练模块；所述网络模型训练模块包括：

模型框架构建子模块，用于构建所述深度学习网络模型结构框架，所述深度学习网络模型结构为包括设置有3个神经元的输入层、6个神经元的隐含层和4个神经元的输出层的RBF神经网络；所述RBF神经网络的输入为盆式绝缘子罩入深度、中心导体径向厚度及盆式绝缘子外径；所述RBF神经网络的输出为盆式绝缘子均压罩表面最大电场强度、盆式绝缘子表面最大电场强度、盆式绝缘子本体与中心导体表面最大温度值、盆式绝缘子本体最大应力值；

模型训练子模块，用于在所述深度学习网络模型训练过程中利用粒子群算法优化径向基中心和基带宽度。

2.根据权利要求1所述的确定高压盆式绝缘子结构参数的计算机装置，其特征在于，所述性能参数采集模块包括：

参数获取子模块，用于获取所述待测盆式绝缘子本体材料的介电常数、损耗角正切值、导热系数、弹性模量、泊松比和热膨胀系数；

非线性关系计算子模块，用于计算得到所述待测盆式绝缘子本体材料的导热系数、热容量分别与温度关系，介电性能参数随温度变化关系，热重试验、热膨胀系数分别随温度变化关系。

3.根据权利要求2所述的确定高压盆式绝缘子结构参数的计算机装置，其特征在于，所述仿真模拟模块为分别在中心导体、接地法兰、均压罩处对所述盆式绝缘子三维有限元模型进行仿真模拟的模块。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的确定高压盆式绝缘子结构参数的计算机装置，其特征在于，还包括电-热-机性能耦合计算模型预构建模块，所述电-热-机性能耦合计算模型预构建模块包括：

电场计算环境搭建子模块，用于基于各性能参数间的非线性关系在电场计算环境中预先设置介电常数与温度的非线性关系、损耗角正切值与温度的非线性关系，并构建电场有限元计算模型；

温度计算环境搭建子模块，用于基于各性能参数间的非线性关系在温度计算环境中预先设置导热系数与温度的非线性关系、热容量与温度的非线性关系，将从所述电场有限元计算模型获取的中心导体涡流发热数据和本体介质发热数据作为温度计算环境的边界条件，并构建温度场有限元计算模型；

边界条件计算子模块，用于基于所述中心导体涡流发热数据和所述本体介质发热数据，获取所述温度场有限元计算模型的温度分布信息，并根据所述温度分布信息为所述电场计算环境设置温度值以作为所述电场计算环境的边界条件，根据所述温度分布信息为应力计算环境设置有限元温度值以作为所述应力计算环境的边界条件；

应力计算环境搭建子模块，用于基于各性能参数间的非线性关系在所述应力计算环境中预先设置中心导体热膨胀系数与温度的非线性关系、本体材料热膨胀系数与温度的非线性关系，构建应力场有限元计算模型；

应力参数计算子模块，用于基于所述待测盆式绝缘子本体材料的有限元温度，获取所述应力场有限元计算模型的应力值和位移值；

电场计算环境边界条件设置子模块，用于根据所述应力场有限元计算模型的有限位移值为所述电场计算环境设置边界条件。