固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端

摘要

本发明提供了一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端，涉及材料特性技术领域，该方法包括：基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数；分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值；将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。本发明能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

权利要求

1.一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法，其特征在于，包括：基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，所述损伤曲线表征所述固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给所述固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；

所述目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；

所述目标试验参数包括给所述固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量；

计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数；

分别计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值；

将误差值最小的电压耐受指数确定为所述固体绝缘材料的电压耐受指数；

其中，在基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数的步骤之前，所述方法还包括：获取固体绝缘材料的累积损伤极限值、给所述固体绝缘材料施加的预设基准起始电压、预设基准电压增量和所述预设基准电压的施加时间增量；其中，所述累积损伤极限值DC表示为：其中，k表示所述预设基准起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，t表示所述预设基准起始电压变化达到所述击穿电压的时间，n0为所述基准电压耐受指数，Ub表示所述固体绝缘材料的预设击穿电压；

根据所述累积损伤极限值、所述预设基准起始电压、所述预设基准电压增量和所述预设基准电压的施加时间增量，绘制固体绝缘材料的损伤曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数的步骤，包括：计算每组所述目标试验参数对应的累积损伤矩阵；其中，所述累积损伤矩阵D表示为：其中，w表示所述试验参数的组数，m表示各组所述试验参数重复试验的次数，Dwm表示第w组所述试验参数在重复试验m次后得到的累积损伤值；

根据所述累积损伤矩阵，确定目标函数；其中，所述目标函数包括所述累积损伤矩阵的标准化方差；

根据所述目标函数，计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述累积损伤矩阵，确定目标函数的步骤，包括：按照以下公式计算目标函数：

其中，S(n)表示所述累积损伤矩阵D的标准化方差，n表示所述电压耐受指数，Dij表示第i组所述试验参数在重复试验j次后得到的累积损伤值， 表示所述累积损伤矩阵D中各个元素之和的平均值，Δt表示时间的变化量，U0表示所述起始电压，ΔU表示所述起始电压随时间变化Δt后的电压变化量，i表示时间变化Δt的次数，k表示所述起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，Δtend表示所述击穿电压的维持时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标函数，计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数的步骤，包括：按照以下公式计算电压耐受指数n：

其中，所述标准化方差S(n)对应有标准方差S随n值的变化曲线S-n，λ表示所述变化曲线S-n的负二阶导数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时间的变化量Δt有约束条件，所述约束条件表示为：其中，Dc表示所述累积损伤值的极限值。

6.一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定装置，其特征在于，包括：选取模块，用于基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，所述损伤曲线表征所述固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给所述固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；所述目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；所述目标试验参数包括给所述固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量；

电压耐受指数计算模块，用于计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数；

误差值计算模块，用于分别计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值；

确定模块，用于将误差值最小的电压耐受指数确定为所述固体绝缘材料的电压耐受指数；

其中，在基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数的步骤之前，所述装置还包括：获取固体绝缘材料的累积损伤极限值、给所述固体绝缘材料施加的预设基准起始电压、预设基准电压增量和所述预设基准电压的施加时间增量；其中，所述累积损伤极限值DC表示为：其中，k表示所述预设基准起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，t表示所述预设基准起始电压变化达到所述击穿电压的时间，n0为所述基准电压耐受指数，Ub表示所述固体绝缘材料的预设击穿电压；

根据所述累积损伤极限值、所述预设基准起始电压、所述预设基准电压增量和所述预设基准电压的施加时间增量，绘制固体绝缘材料的损伤曲线。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电压耐受指数计算模块用于：计算每组所述目标试验参数对应的累积损伤矩阵；其中，所述累积损伤矩阵D表示为：其中，w表示所述试验参数的组数，m表示各组所述试验参数重复试验的次数，Dwm表示第w组所述试验参数在重复试验m次后得到的累积损伤值；

根据所述累积损伤矩阵，确定目标函数；其中，所述目标函数包括所述累积损伤矩阵的标准化方差；

根据所述目标函数，计算每组所述目标试验参数对应的电压耐受指数。

8.一种智能终端，其特征在于，包括处理器和存储器；

所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求1至5任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至5任一项所述的方法的步骤。

说明书

固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端

技术领域

[0001] 本发明涉及材料特性技术领域，尤其是涉及一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端。

背景技术

[0002] 固体绝缘材料的电压耐受指数是反映绝缘在长期电场的作用下性能变化的重要参数，因此需要通过测量得到较准确的电压耐受指数。通常采用恒定应力法，测量不同恒定电场Ei下的绝缘失效时间ti，采用反幂模型t＝CE-n以拟合n值作为材料的电压耐受指数。然而，该方法具有耗时长、效率低的缺点，而且由于试验时间跨度较大，影响材料失效的因素多，导致数据分散性也非常大。例如，世界各国对交联聚乙烯绝缘材料的电压耐受指数统计结果从9～20不等。

[0003] 实际中常采用步进应力法等效获取材料的电压耐受指数，该方法假设固体绝缘材料在不同电场下在累积损伤量相等情况下击穿，以一定的起始升压电压，电压步长和各电场下的持续时间作为试验参数，给试品施加逐渐递增的电场直到击穿失效，进一步根据试验参数及失效时间，采用数学等效方法求取材料的电压耐受指数。但该方法在通过试验参数确定电压耐受指数时试验参数是一定的，且不同的试验参数选取对获得的电压耐受指数n值结果的影响较大，得到的n值的准确性有待提高。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端，能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法，该方法包括：基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，损伤曲线表征固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；目标试验参数包括给固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量；计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数；分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值；将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。

[0007] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数的步骤之前，上述方法还包括：获取固体绝缘材料的累积损伤极限值、给固体绝缘材料施加的预设基准起始电压、预设基准电压增量和预设基准电压的施加时间增量；其中，累积损伤极限值DC表示为：

[0008]

[0009] 其中，k表示预设基准起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，t表示预设基准起始电压变化达到击穿电压的时间，n0为基准电压耐受指数，Ub表示固体绝缘材料的预设击穿电压；根据累积损伤极限值、预设基准起始电压、预设基准电压增量和预设基准电压的施加时间增量，绘制固体绝缘材料的损伤曲线。

[0010] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数的步骤，包括：计算每组目标试验参数对应的累积损伤矩阵；其中，累积损伤矩阵D表示为：

[0011]

[0012] 其中，w表示试验参数的组数，m表示各组试验参数重复试验的次数，Dwm表示第w组试验参数在重复试验m次后得到的累积损伤值；根据累积损伤矩阵，确定目标函数；其中，目标函数包括累积损伤矩阵的标准化方差；根据目标函数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数。

[0013] 结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，确定目标函数的步骤，包括：按照以下公式计算目标函数：

[0014]

[0015] 其中，S(n)表示累积损伤矩阵D的标准化方差，n表示电压耐受指数，Dij表示第i组试验参数在重复试验j次后得到的累积损伤值， 表示累积损伤矩阵D中各个元素之和的平均值，Δt表示时间的变化量，U0表示起始电压，ΔU表示起始电压随时间变化Δt后的电压变化量，i表示时间变化Δt的次数，k表示起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，Δtend表示击穿电压的维持时间。

[0016] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据目标函数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数的步骤，包括：按照以下公式计算电压耐受指数n：

[0017]

[0018] 其中，标准化方差S(n)对应有标准方差S随n值的变化曲线S-n，λ表示变化曲线S-n的负二阶导数。

[0019] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，时间的变化量Δt有约束条件，约束条件表示为：

[0020]

[0021] 其中，Dc表示累积损伤值的极限值。

[0022] 第二方面，本发明实施例还提供一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定装置，包括：选取模块，用于基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，损伤曲线表征固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；目标试验参数包括给固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量；电压耐受指数计算模块，用于计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数；误差值计算模块，用于分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值；
确定模块，用于将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。

[0023] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，电压耐受指数计算模块用于：计算每组目标试验参数对应的累积损伤矩阵；其中，累积损伤矩阵D表示为：

[0024]

[0025] 其中，w表示试验参数的组数，m表示各组试验参数重复试验的次数，Dwm表示第w组试验参数在重复试验m次后得到的累积损伤值；根据累积损伤矩阵，确定目标函数；其中，目标函数包括累积损伤矩阵的标准化方差；根据目标函数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数。

[0026] 第三方面，本发明实施例提供了一种智能终端，包括处理器和存储器；存储器上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如第一方面至第一方面的第五种可能的实施方式任一项的方法。

[0027] 第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面至第一方面的第五种可能的实施方式任一项的方法的步骤。

[0028] 本发明实施例提供了一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端，基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数，并分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值，从而将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。由于本发明通过多组目标试验参数计算电压耐受指数，并将与预设的基准电压耐受指数的误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数，因此能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

[0029] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0030] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0031] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0032] 图1示出了本发明实施例所提供的一种固体绝缘材料的参数确定方法的流程图；

[0033] 图2示出了本发明实施例所提供的另一种固体绝缘材料的参数确定方法的流程图；

[0034] 图3示出了本发明实施例所提供的一种步进应力和恒定应力的累积损伤值与时间的关系的示意图；

[0035] 图4示出了本发明实施例所提供的一种固体绝缘材料在损失区域的电压和时间的关系的示意图；

[0036] 图5示出了本发明实施例所提供的一种固体绝缘材料的累积损伤矩阵的标准化方差与电压耐受指数的关系的示意图；

[0037] 图6示出了本发明实施例所提供的一种固体绝缘材料在不同试验参数下的累积损伤值与时间关系的示意图；

[0038] 图7示出了本发明实施例所提供的一种固体绝缘材料在不同试验参数下累积损伤矩阵的标准化方差与电压耐受指数的关系的示意图；

[0039] 图8示出了本发明实施例所提供的一种固体绝缘材料的参数确定装置的结构框图；

[0040] 图9示出了本发明实施例所提供的一种智能终端的结构示意图。

具体实施方式

[0041] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0042] 目前实际采用的传统方法在通过试验参数确定电压耐受指数时试验参数是一定的，且不同的试验参数选取对获得的电压耐受指数n值结果的影响较大，得到的n值的准确性有待提高，基于此，本发明实施例提供的一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端，能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

[0043] 为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法进行详细介绍。

[0044] 参见图1所示的一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法的流程图，该方法由诸如计算机等智能终端执行，该方法包括以下步骤：

[0045] 步骤S102，基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，损伤曲线表征固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；目标试验参数包括给固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量。

[0046] 在一种实施方式中，在基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数之前，可以获取固体绝缘材料的累积损伤极限值、给固体绝缘材料施加的预设基准起始电压、预设基准电压增量和预设基准电压的施加时间增量；其中，累积损伤极限值DC表示为：

[0047]

[0048] 其中，k表示预设基准起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，t表示预设基准起始电压变化达到击穿电压的时间，n0为基准电压耐受指数，Ub表示固体绝缘材料的预设击穿电压；

[0049] 根据累积损伤极限值、预设基准起始电压、预设基准电压增量和预设基准电压的施加时间增量，绘制固体绝缘材料的损伤曲线。基于该损伤曲线选取多组目标试验参数，如每组的给固体绝缘材料施加的起始电压和电压增量相同，每组的电压施加时间增量不同，即以电压施加时间增量为变量进行计算分析。

[0050] 步骤S104，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数。

[0051] 计算每组目标试验参数对应的累积损伤矩阵，根据累积损伤矩阵，确定包括累积损伤矩阵的标准化方差的目标函数，通过目标函数即可计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数。

[0052] 步骤S106，分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值。

[0053] 预设的基准电压耐受指数可以是根据恒定应力试验方法得到的，但该方法具有耗时长、效率低的缺点，而且由于试验时间跨度较大，影响材料失效的因素多，导致数据分散性也非常大，在实际中采用的较少，可以将该方法得到的电压耐受指数作为分析基础。

[0054] 步骤S108，将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。

[0055] 通过计算得到了每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值，误差值最小的电压耐受指数可以作为固体绝缘材料的电压耐受指数，在该试验参数下计算的固体绝缘材料的电压耐受指数是较准确的。

[0056] 本发明实施例提供的上述固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法，基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数，并分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值，从而将误差值最小的电压耐受指数对应的目标试验参数确定为固体绝缘材料的试验参数。由于本发明通过多组目标试验参数计算电压耐受指数，并将与预设的基准电压耐受指数的误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数，因此能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

[0057] 为便于理解，以下给出基于本实施例提供的另一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法，参见图2所示的一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法的流程图，该方法包括以下步骤：

[0058] 步骤S202，基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，损伤曲线表征固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；目标试验参数包括给固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量。

[0059] 固体绝缘材料的累积损伤极限值DC表示为：

[0060]

[0061] 其中，k表示预设基准起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，t表示预设基准起始电压变化达到击穿电压的时间，n0为基准电压耐受指数，Ub表示固体绝缘材料的预设击穿电压。

[0062] 基准电压耐受指数n0为经验值，是根据恒定应力试验方法得到的。如图3示意出了步进应力和恒定应力的累积损伤值与时间关系的示意图，图3中示意出了累积损伤极限值DC，图3中的I区、II区和III区为根据电压和时间划分的损伤区域，图3中恒定应力试验和步进应力试验的随时间变化的累积损伤值均位于II区即同一区域，表示步进应力和恒定应力的等效性较好。

[0063] 如图4示意出了一种固体绝缘材料在损失区域的电压和时间关系的示意图，图4中的I区、II区和III区为根据电压和时间划分的损伤区域，即给固体绝缘材料施加电压而发生击穿失效，以根据击穿失效在不同时间划分的损伤区域，选择失效时间ta和tb分别作为I区和II区以及II区和III区的边界(例如可以选择ta＝1小时，tb＝1年)，两条分界线与D-t图纵坐标的截距Uan和Ubn，根据如下公式计算：

[0064] ln D＝lnt+n·ln U

[0065] 其中，t为该固体绝缘材料在恒定电应力U下的寿命，n为电压耐受指数，D为绝缘失效所需达到的累积电损伤量，对于给定的固体绝缘材料，n与D均为常数。

[0066] 固体绝缘材料的预设基准起始电压的选取主要决定了D-t曲线的起始位置，例如n n n要获取图4所示的II区内的电压耐受指数，只要满足条件Ua

[0067]

[0068] 其中，D表示步进应力试验的累积损伤值，n表示电压耐受指数的经验值，U0表示预设基准起始电压，Δt表示预设基准电压的施加时间增量，ΔU表示预设基准电压增量，i表示时间变化Δt的次数，k表示预设基准起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，Δtend表示击穿电压的维持时间。

[0069] 该曲线的增长速率由ΔU和Δt共同决定，为了使累计损伤的增长速率保持在一个合适的速率，一般可选取ΔU约为5％Ub，Δt有选择范围，以限制曲线终点位于II区内，Δt的选择范围即约束条件在后面做进一步阐述。

[0070] 显然，根据恒定电压法亦可绘制出D-t曲线，按照主要击穿机理相似的原则，只要恒定电压法和步进应力法绘制出的D-t曲线均分布在同一个损伤区域，则其试验结果可认为具有一定的等效性。

[0071] 损伤曲线需要满足约束条件，约束条件表示为：

[0072]

[0073] 其中，Dc表示累积损伤值的极限值。

[0074] 步骤S204，计算每组目标试验参数对应的累积损伤矩阵；其中，累积损伤矩阵D表示为：

[0075]

[0076] 其中，w表示试验参数的组数，m表示各组试验参数重复试验的次数，Dwm表示第w组试验参数在重复试验m次后得到的累积损伤值。

[0077] 上述累积损伤矩阵D是当选择步进应力的试验参数组合数为w，每种试验参数重复试验m次后得到的。该矩阵中的每个元素Dij均可通过计算步进应力试验中击穿级数最后一级的损伤值得到。样品的电压耐受指数n的求取问题则转化为求取一个n值的最优解，使得D中各个元素相等，进一步将其转化为以n为未知数，以上述累积损伤矩阵D的标准化方差S(n)为目标函数，求目标函数最小的数学优化问题。

[0078] 步骤S206，根据累积损伤矩阵，确定目标函数；其中，目标函数包括累积损伤矩阵的标准化方差。

[0079] 按照以下公式计算目标函数：

[0080]

[0081] 其中，S(n)表示累积损伤矩阵D的标准化方差，n表示电压耐受指数，Dij表示第i组试验参数在重复试验j次后得到的累积损伤值， 表示累积损伤矩阵D中各个元素之和的平均值，Δt表示时间的变化量，U0表示起始电压，ΔU表示起始电压随时间变化Δt后的电压变化量，i表示时间变化Δt的次数，k表示起始电压变化达到预设击穿电压时对应的击穿级数，Δtend表示击穿电压的维持时间。

[0082] 具体的，时间的变化量Δt有约束条件，约束条件表示为：

[0083]

[0084] 其中，Dc表示累积损伤值的极限值。

[0085] 步骤S208，根据目标函数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数。

[0086] 按照以下公式计算电压耐受指数n：

[0087]

[0088] 其中，标准化方差S(n)对应有标准方差S随n值的变化曲线S-n，λ表示变化曲线S-n的负二阶导数。

[0089] 如图5示意出了一种固体绝缘材料的累积损伤矩阵的标准化方差与电压耐受指数的关系的示意图，即曲线S-n的示意图，S(n)有最小值Smin，λ表示变化曲线S-n的负二阶导数即该曲线极值峰的尖锐程度，λ越大极值峰越尖锐，也即在这一组试验数据即上述目标试验参数中n的唯一性越好。图5中Smin处对应的λ即该曲线极值峰的尖锐程度最大，此时的n作为这一组试验数据的电压耐受指数，Smin越小λ越大，代表该组步进应力试验参数设置越合理。

[0090] 步骤S210，分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值。

[0091] 误差值可以均以正数表示，如目标试验参数对应的电压耐受指数比预设的基准电压耐受指数小0.2或大0.1。

[0092] 步骤S212，将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。

[0093] 在一种实施方式中，为确定交联聚乙烯绝缘材料的参数，设计了六个不同的参数方案(A～F)以开展步进应力试验，如表1所示。

[0094] 为简化分析，这六组试验参数中U0均取35kV、ΔU均取2.5kV，重点以各个电压下的维持时间即上述时间的变化量Δt为变量进行分析。考虑样品失效的分散性，每组试验参数下重复9次试验。A、C组选择了两个不同的Δt，A组的Δt持续时间取值较C组短；B、D、E扩大了试验样本的数量，均选择三个不同的Δt，其中B组的3个Δt均较D、E组短，E组选取的3个Δt之间距离较D组的大；F选择六个不同Δt，F组与E组Δt均选自区间[120s，1200s]。

[0095] 表1步进应力试验参数设置(ΔU＝2.5kV,U0＝35kV)

[0096]

[0097] 将表1中的参数带入式(5)可以得六组试验组的D-t曲线，如图6示出了不同试验参数下的累积损伤值与时间关系的示意图，即上述A～F六组试验参数对应的D-t曲线示意图。图6中可以看出，A、B两组D-t曲线均经过I、II两区域，而C、D、E、F四组试验参数则仅经过II区域，根据失效机理等效原则，要求取II区域的寿命指数，C、D、E、F四组试验参数的选择等效性更好。

[0098] 如图7示出了不同试验参数下累积损伤矩阵的标准化方差与电压耐受指数的关系的示意图，即上述六组试验参数对应的S-n曲线的示意图，进一步根据S-n曲线，得到Smin及λ值，并对各组试验参数的优越性做进一步对比：

[0099] 表2各组试验n、minS(n)与λ

[0100]

[0101] 对于C、D、E、F四组样品，由于均只经历了II区，从失效机理来说，均有较好的等效性。但由于Δt数量及Δtmax/Δtmin取值大小的差异，使得四组试验的计算结果n仍然有区别。E组试验虽然在Δt数量与D组相当，但Δtmax/Δtmin＝10，Δt的选择范围较D组覆盖面大，D(n)曲线的尖锐度参数λ也大于D组试验参数，表明其n值的选择唯一性较D组好。F组与E组Δtmax/Δtmin值相等，其λ小于E组，但F组样品维数是E组的两倍，其minS(n)也小于其他五组，表明矩阵D更满足求解条件，F组结果准确性更好；D组与C组Δtmax/Δtmin相等，D组Δt数量更多，其minS(n)也较小，然而D组的n值较小，由于样品制作以及试验误差的存在，该差异可以接受。综合考虑λ与minS(n)，F组试验结果最优，实际得到的电压耐受指数n＝12.0也是最为接近恒定应力法的结果(n＝12.2)。

[0102] 综上所述，本发明实施例提供的上述固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法，通过多组目标试验参数计算电压耐受指数，并将与预设的基准电压耐受指数的误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数，因此能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

[0103] 对应于前述固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法，本发明实施例提供了一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定装置，参见图8示出的一种固体绝缘材料的电压耐受指数确定装置的结构框图，该装置包括以下模块：

[0104] 选取模块802，用于基于固体绝缘材料的损伤曲线选取多组目标试验参数；其中，损伤曲线表征固体绝缘材料的累积电损伤量与施加给固体绝缘材料的电压和电压施加时间的关系；目标试验参数为用于设计步进应力试验以获得固体绝缘材料的电压耐受指数的参数；目标试验参数包括给固体绝缘材料施加的起始电压、电压增量和电压施加时间增量；

[0105] 电压耐受指数计算模块804，用于计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数；

[0106] 误差值计算模块806，用于分别计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数和预设的基准电压耐受指数之间的误差值；

[0107] 确定模块808，用于将误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数。

[0108] 本发明实施例提供的上述固体绝缘材料的电压耐受指数确定装置，通过多组目标试验参数计算电压耐受指数，并将与预设的基准电压耐受指数的误差值最小的电压耐受指数确定为固体绝缘材料的电压耐受指数，因此能够有效提高固体绝缘材料的电压耐受指数的准确性。

[0109] 上述电压耐受指数计算模块804进一步用于：计算每组目标试验参数对应的累积损伤矩阵；其中，累积损伤矩阵D表示为：

[0110]

[0111] 其中，w表示试验参数的组数，m表示各组试验参数重复试验的次数，Dwm表示第w组试验参数在重复试验m次后得到的累积损伤值；根据累积损伤矩阵，确定目标函数；其中，目标函数包括累积损伤矩阵的标准化方差；根据目标函数，计算每组目标试验参数对应的电压耐受指数。

[0112] 本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

[0113] 本发明实施例提供了一种智能终端，参见图9所示的一种智能终端的结构示意图，该智能终端包括：处理器90、存储器91、总线92和通信接口93，所述处理器90、通信接口93和存储器91通过总线92连接；处理器90用于执行存储器91中存储的可执行模块，例如计算机程序。

[0114] 其中，存储器91可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口93(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

[0115] 总线92可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

[0116] 其中，存储器91用于存储程序，所述处理器90在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器90中，或者由处理器90实现。

[0117] 处理器90可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器90中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器90可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器91，处理器90读取存储器91中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

[0118] 本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行前述实施例任一项的方法的步骤。

[0119] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0120] 本发明实施例所提供的固体绝缘材料的电压耐受指数确定方法、装置及智能终端的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

[0121] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0122] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。