[发明专利]一种气体介质绝缘能力评估方法

说明书

本发明公开了一种气体介质绝缘能力评估方法，包括如下步骤：1）获取已知绝缘特性的气体的化学结构及绝缘强度参数，将同一类别气体的性能参数作为一组样本数据；2）建立回归预测模型，将前述各组样本数据代入所述回归预测模型中，确定出回归预测模型的相应系数；通过交叉验证方法验证所述回归预测模型的精度和准确性；3）获取所需评估的未知绝缘性的气体的化学结构参数，并代入确定出系数后的回归预测模型中，从而确定该所需评估的气体的绝缘性能参数。本发明应用计算机辅助设计的方法预测未知气体的绝缘强度，保证预测模型的高精度和预测结果的准确性，减少新型绝缘气体研发工作中的试验量，降低研究成本和设计风险，提高研发效率。

技术领域

本发明涉及一种基于电气开关设备中气体绝缘介质能力评估方法，属于电气开关设备技术领域。

背景技术

气体绝缘设备通常都使用六氟化硫SF₆作为气体绝缘介质，SF₆具有极好的电气绝缘性能，能够满足设备中的绝缘要求。但它是一种强温室效应气体，会对环境造成严重的危害，所以从20世纪80年代开始，各国学者就已经开始研究SF₆的替代气体，试图找到合适的解决方案，减少或避免SF₆的使用量，降低因绝缘气体所导致的温室效应问题。实验能够对SF₆替代气体的临界击穿场强精准预测，但都十分消耗时间和资源。由于待研究的替代气体数量庞大，实验方式仅能用于一小部分气体分子的研究，国内外的科研人员开始通过计算的方式，寻找符合要求的替代气体。

文献(Rabie M,Dahl D A,Donald S M A,et al.Predictors for gases of highelectrical strength[J].IEEE Transactions on DielectricsElectricalInsulation)研究分析了48种极性分子和19种非极性分子的微观参数和绝缘强度与液化温度之间的关系。运用最小二乘法拟合获得了极化率、垂直电离能、偶极矩、分子质量等微观参数与分子的上述微观参数与绝缘强度和液化温度的经验公式。专利CN2018103984123也利用类似的方法获得了极性分子的绝缘强度和液化温度的经验公式。文献(Yu X,Hou H,Wang B.Prediction on dielectric strength and boiling point of gaseousmolecules for replacement of SF₆[J].Journal of Computational Chemistry)选取了气体分子静电势相关微观量，并对这些参数做拟合分析，获得了绝缘强度与气体分子表面积、分子表面静电势的平均偏差、表面静电势的方差、极化率、电负性的经验公式；液化温度与分子表面静电势的平均偏差、气体分子表面积、硬度的经验公式。

截至目前，所公开的文献对于现有数据的拟合程度较高，但对于未知气体的预测准确性较差，存在一定过度拟合的现象。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种气体介质绝缘能力评估方法，以得到能够准确地反映未知气体的绝缘强度性能数据。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种气体介质绝缘能力评估方法，具体评估方法如下，

获取所需评估的未知绝缘性的其他的化学结构参数，并将所述化学结构参数代入确定出系数后的回归预测模型中，从而确定该所需评估的气体的绝缘性能参数；

所述回归预测模型的相应系数按如下方式确定：

(1)获取已知绝缘特性的气体的化学结构参数及绝缘强度参数，将同一类别气体的性能参数作为一组样本数据；

(2)构建和评价预测模型：建立回归预测模型，将步骤(1)中各组样本数据代入所述回归预测模型中，确定出回归预测模型的相应系数；通过交叉验证方法验证所述回归预测模型的精度和准确性；