一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法及系统

摘要

本发明公开了一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法及系统，包括：确定变压器出线装置计算模型；基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值；根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度。本发明的方法通过对实际装配结构进行合理等效与简化，构建计算均压球等位面、地电位面、设置绝缘屏障与油隙，更加精确地计算其关键结构电场强度，分析计算绝缘许用性，判断绝缘强度是否满足设计要求，能够实现快速地进行绝缘强度是否满足要求的判别。

权利要求

1.一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法，其特征在于，所述方法包括：确定变压器出线装置计算模型；

基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值；

根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度；

其中，所述确定变压器出线装置计算模型，包括：对实际变压器出线装置的结构进行简化，导入剖面图，设置用于分割油隙的绝缘材料和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构，并将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所述出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位；

所述确定变压器出线装置计算模型，还包括：当绝缘材料为湿法成型材料时，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1；

当绝缘材料为绝缘纸筒时，设置绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1；

其中，所述基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据，包括：利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分，确定剖分单元；

基于所述剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；

基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据；

其中，所述根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，包括： ，

其中， 为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数； 为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数；

其中，所述根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度，包括：根据每个路径点对应的许用场强和电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值，包括：，

根据所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值 ；

若所述绝缘许用性最小值 满足 ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；

其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值； 为第i个路径点对应的许用场强；

为第i个路径点对应的电场值；B为工艺系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据，包括：根据由出线装置均压球表面出发，分别穿过均压球上、下边缘倒角处的不同部位的电力线，以及由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线，确定关键路径；

提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用插值法对所述关键路径电场数据进行数据扩展。

4.一种确定变压器出线装置的绝缘强度的系统，其特征在于，所述系统包括：计算模型确定单元，用于确定变压器出线装置计算模型；

关键路径电场数据获取单元，用于基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值；

绝缘强度许用性确定单元，用于根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度；

其中，所述计算模型确定单元，确定变压器出线装置计算模型，包括：对实际变压器出线装置的结构进行简化，导入剖面图，设置用于分割油隙的绝缘材料和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构，并将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所述出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位；

所述计算模型确定单元，确定变压器出线装置计算模型，还包括：当绝缘材料为湿法成型材料时，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1；

当绝缘材料为绝缘纸筒时，设置绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1；

其中，所述关键路径电场数据获取单元，基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据，包括：利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分，确定剖分单元；

基于所述剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；

基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据；

其中，所述绝缘强度许用性确定单元，根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，包括：，

其中， 为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数； 为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数；

其中，所述绝缘强度许用性确定单元，根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度，包括：根据每个路径点对应的许用场强和电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值，包括：，

根据所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值 ；

若所述绝缘许用性最小值 满足 ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；

其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值； 为第i个路径点对应的许用场强；

为第i个路径点对应的电场值；B为工艺系数。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述关键路径电场数据获取单元，基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据，包括：根据由出线装置均压球表面出发，分别穿过均压球上、下边缘倒角处的不同部位的电力线，以及由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线，确定关键路径；

提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：数据扩展单元，用于采用插值法对所述关键路径电场数据进行数据扩展。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑3中任一项所述方法的步骤。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求7中所述的计算机可读存储介质；以及一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

说明书

一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及高电压与绝缘技术领域，并且更具体地，涉及一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法及系统。

背景技术

[0002] 油浸式变压器主要绝缘材料为变压器油、变压油纸板，油纸绝缘配合是变压器绝缘的基本结构。以固体绝缘纸板为骨架，绝缘油可填充固体材料表面空隙，保护绝缘纸板等材料，可减少绝缘距离，提升绝缘性能，降低制造成本。绝缘油的比热较大、粘度较低，导热性能良好，用作变压器冷却介质。绝缘油隔绝设备绝缘与空气接触，防止发生氧化和浸潮，保证绝缘不致降低。为了节约生产成本，降低损耗，减小运输成本，在绝缘强度满足要求的条件下会尽可能减小设计尺寸。通常采用薄纸筒‑小油隙结构，通过绝缘纸板分割油隙，以满足绝缘设计要求，避免运行中的高电压导致绝缘失效。出线装置是变压器的关键，位于绕组引线与套管相接的部位，电场最为集中且非对称，空间狭小，材料界面种类较多，承担电场的同时也是重要的机械支撑结构，安装工艺复杂。为验证绝缘设计是否满足要求，可对其开展绝缘强度许用性计算与判别。

发明内容

[0003] 本发明提出一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法及系统，以解决如何快速确定变压器出线装置是否满足绝缘强度许用性的问题。

[0004] 为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法，所述方法包括：

[0005] 确定变压器出线装置计算模型；

[0006] 基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值；

[0007] 根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度。

[0008] 优选地，其中所述确定变压器出线装置计算模型，包括：

[0009] 对实际变压器出线装置的结构进行简化，导入剖面图，设置用于分割油隙的绝缘材料和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构，并将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位。

[0010] 优选地，其中所述确定变压器出线装置计算模型，还包括：

[0011] 当绝缘材料为湿法成型材料时，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1；当绝缘材料为绝缘纸筒时，设置绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1。

[0012] 优选地，其中所述基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据，包括：

[0013] 利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分，确定剖分单元；

[0014] 基于所述剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；

[0015] 基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据。

[0016] 优选地，其中所述基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据，包括：

[0017] 根据由出线装置均压球表面出发，分别穿过均压球上、下边缘倒角处的不同部位的电力线，以及由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线，确定关键路径；

[0018] 提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

[0019] 优选地，其中所述方法还包括：

[0020] 采用插值法对所述关键路径电场数据进行数据扩展。

[0021] 优选地，其中所述根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，包括：

[0022]  ，

[0023] 其中，  为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数；  为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数。

[0024] 优选地，其中所述根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度，包括：

[0025] 根据每个路径点对应的许用场强和电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值，包括：

[0026]  ，

[0027] 根据所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值  ；

[0028] 若所述绝缘许用性最小值  满足  ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；

[0029] 其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值；  为第i个路径点对应的许用场强；  为第i个路径点对应的电场值；B为工艺系数。

[0030] 根据本发明的另一个方面，提供了一种确定变压器出线装置的绝缘强度的系统，所述系统包括：

[0031] 计算模型确定单元，用于确定变压器出线装置计算模型；

[0032] 关键路径电场数据获取单元，用于基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值；

[0033] 绝缘强度许用性确定单元，用于根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度。

[0034] 优选地，其中所述计算模型确定单元，确定变压器出线装置计算模型，包括：

[0035] 对实际变压器出线装置的结构进行简化，导入剖面图，设置用于分割油隙的绝缘材料和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构，并将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位。

[0036] 优选地，其中所述计算模型确定单元，确定变压器出线装置计算模型，还包括：

[0037] 当绝缘材料为湿法成型材料时，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1；当绝缘材料为绝缘纸筒时，设置绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1。

[0038] 优选地，其中所述关键路径电场数据获取单元，基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据，包括：

[0039] 利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分，确定剖分单元；

[0040] 基于所述剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；

[0041] 基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据。

[0042] 优选地，其中所述关键路径电场数据获取单元，基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据，包括：

[0043] 根据由出线装置均压球表面出发，分别穿过均压球上、下边缘倒角处的不同部位的电力线，以及由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线，确定关键路径；

[0044] 提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

[0045] 优选地，其中所述系统还包括：

[0046] 数据扩展单元，用于采用插值法对所述关键路径电场数据进行数据扩展。

[0047] 优选地，其中所述绝缘强度许用性确定单元，根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，包括：

[0048]    ，

[0049] 其中，  为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数；  为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数。

[0050] 优选地，其中所述绝缘强度许用性确定单元，根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度，包括：

[0051] 根据每个路径点对应的许用场强和电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值，包括：

[0052]    ，

[0053] 根据所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值  ；

[0054] 若所述绝缘许用性最小值  满足  ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；

[0055] 其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值；  为第i个路径点对应的许用场强；  为第i个路径点对应的电场值；B为工艺系数。

[0056] 基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法中任一项的步骤。

[0057] 基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：

[0058] 上述的计算机可读存储介质；以及

[0059] 一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

[0060] 本发明提供了一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法及系统，包括：确定变压器出线装置计算模型；基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值；根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度。本发明的方法通过对实际装配结构进行合理等效与简化，构建计算均压球等位面、地电位面、设置绝缘屏障与油隙，更加精确地计算其关键结构电场强度，分析计算绝缘许用性，判断绝缘强度是否满足设计要求，能够实现快速地进行绝缘强度是否满足要求的判别。

附图说明

[0061] 通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

[0062] 图1为根据本发明实施方式的确定变压器出线装置的绝缘强度的方法100的流程图；

[0063] 图2为根据本发明实施方式的变压器出线装置绝缘强度许用性计算与判别的流程图；

[0064] 图3为根据本发明实施方式的变压器出线装置绝缘强度许用性判别的示意图；

[0065] 图4为根据本发明实施方式的确定变压器出线装置的绝缘强度的系统400的结构示意图。

具体实施方式

[0066] 现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

[0067] 除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

[0068] 图1为根据本发明实施方式的确定变压器出线装置的绝缘强度的方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的确定变压器出线装置的绝缘强度的方法，通过对实际装配结构进行合理等效与简化，构建计算均压球等位面、地电位面、设置绝缘屏障与油隙，更加精确地计算其关键结构电场强度，分析计算绝缘许用性，判断绝缘强度是否满足设计要求，能够实现快速地进行绝缘强度是否满足要求的判别。本发明实施方式提供的确定变压器出线装置的绝缘强度的方法100，从步骤101处开始，在步骤101确定变压器出线装置计算模型。

[0069] 优选地，其中所述确定变压器出线装置计算模型，包括：

[0070] 对实际变压器出线装置的结构进行简化，导入剖面图，设置用于分割油隙的绝缘材料和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构，并将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位。

[0071] 优选地，其中所述确定变压器出线装置计算模型，还包括：

[0072] 当绝缘材料为湿法成型材料时，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1；当绝缘材料为绝缘纸筒时，设置绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1。

[0073] 本发明实施方式的方法解决了变压器出线装置的绝缘强度许用性验证的问题。结合图2所示，在本发明中，设置出线装置计算模型。主要根据实际出线装置结构进行简化，首先导入剖面图，其中与场强计算无关的螺栓、销钉、撑条等固定支撑结构在计算时忽略，仅保留用于分割油隙的绝缘材料，如绝缘纸板、湿法成型材料等结构，以及用于屏蔽电场或作为导体的金属材料结构。其中，将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位。可选地，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1，绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1。其中，介电常数用于电场计算，是已知的。其他参数主要根据计算模型的原始图纸，经合理简化得出。

[0074] 在步骤102，基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值。

[0075] 优选地，其中所述基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据，包括：

[0076] 利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分，确定剖分单元；

[0077] 基于所述剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；

[0078] 基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据。

[0079] 优选地，其中所述基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据，包括：

[0080] 根据由出线装置均压球表面出发，分别穿过均压球上、下边缘倒角处的不同部位的电力线，以及由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线，确定关键路径；

[0081] 提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

[0082] 在本发明中，在确定了出线装置计算模型后，基于所述出线装置计算模型，确定关键路径电场数据，其中，关键路径至少为一条，关键路径电场数据包括：每条关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值。

[0083] 具体地，在有限元软件中，对出线装置计算模型进行单元剖分、并对各材料表面进行剖分，并在设置好剖分单元后，采用静电场求解器进行电场值的计算。再根据获取的电场计算结果中的电场值确定关键路径，获取关键路径中每个路径点的位置信息和对应的电场值，从而确定关键路径电场数据。其中，关键路径包括从均压球出发的关键路径和从地电位出发的关键路径。

[0084] 在本发明中，基于设置好的剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；再基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据。在基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据时，关键路径在计算结果的电力线中选取，包括但不限于以下10个路径：由出线装置均压球表面出发，穿过均压球上、下边缘倒角处的5个不同部位的电力线；由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的5个不同部位的电力线，然后提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

[0085] 在步骤103，根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度。

[0086] 优选地，其中所述方法还包括：

[0087] 采用插值法对所述关键路径电场数据进行数据扩展。

[0088] 优选地，其中所述根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，包括：

[0089]    ，

[0090] 其中，  为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数；  为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数。

[0091] 优选地，其中所述根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度，包括：

[0092]    ，

[0093] 根据所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值  ；

[0094] 若所述绝缘许用性最小值  满足  ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；

[0095] 其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值；  为第i个路径点对应的许用场强；  为第i个路径点对应的电场值；B为工艺系数。

[0096] 结合图2和图3所示，在本发明中，在获取到关键路径电场数据后，首先，将每条关键路径对应的关键路径电场数据存储对应的存储矩阵单元M中（一条关键路径对应一个存储矩阵M）；然后，采用插值法对存储矩阵M进行数据扩展；最后对矩阵M中的各路径点进行场强许用性的计算，并根据许用场强和电场值计算绝缘许用性值，以根据绝缘许用性值进行变压器出线装置的绝缘强度是否满足绝缘许用性条件的判断。

[0097] 在发明中，存储矩阵M，表示形式如下：

[0098]  ，

[0099] 其中，  为第i个路径点的位置信息，  为第i个路径点对应的电场值；n为关键路径中路径点的个数。

[0100] 在本发明中，还都可以对关键路径电场数据进行扩展。数据扩展指在离散数据的基础上补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点，数据扩展可选用插值法，一般选用临近差值或线性插值法。

[0101] 在本发明中，许用场强计算公式采用  ，其中，  为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数；  为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数。A与所计算模型形状系数相关，可以为金属裸电极油隙的形状系数或表面绝缘覆盖油隙的形状系数，其选取依据为油隙中的电极覆盖情况。τ与实际模型使用的绝缘油品质相关，根据所使用变压器油中的颗粒度、水分等杂质含量来确定。

[0102] 在确定了每个路径点对应的许用场强后，根据许用场强和每个路径点对应的电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值，并提取所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值  ；若所述绝缘许用性最小值  满足  ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；其中，B为工艺系数。

[0103] 其中，利用如下公式计算每个路径点对应的绝缘许用性值，包括：

[0104]    ，

[0105] 其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值；  为第i个路径点对应的许用场强；  为第i个路径点对应的电场值。

[0106] 本发明的方法首先设置计算模型，设置所计算出线装置均压球等位面，外周地电位，所计算套管的线性电位，设置湿法成型材料、绝缘纸筒、绝缘油的属性，包括温度、介电常数、电导率。

[0107] 之后提取关键路径，对体积计算单元进行剖分、对表面计算单元进行剖分、采用有限元方法进行计算，根据计算结果提取从均压球出发的关键场强许用性路径，提取从地电位出发的关键场强许用性路径。

[0108] 最后进行绝缘强度许用性判别，倒入关键场强许用路径上的场强值，对路径数据、电场强度数据进行存储矩阵单元设置，采用插值法进行存储矩阵单元数据扩展，对路径上的各路径点进行许用性计算，计算并提取全场域内的绝缘许用性最小值，并依据绝缘许用性最小值进行绝缘许用性的判别。

[0109] 本发明通过对实际装配结构进行合理等效与简化，构建计算均压球等位面、地电位面、设置绝缘屏障与油隙，计算其关键结构的电场强度，分析计算绝缘许用性，判断绝缘强度是否满足设计要求；在通过对实际装配结构进行等效与简化时，采用构建均压球、地电位面、线性电位面、湿法成型、绝缘纸筒、绝缘油等实体的方法，实现简化，并保证材料属性及结构特征的等效性；在开展关键路径提取时，采用从均压球出发、从地电位出发两种提取方式，可充分验证不同路径上的绝缘许用性情况；提出了绝缘强度许用性判别的计算步骤，并提出了金属裸电极油隙和表面有绝缘覆盖的电极外油隙的许用阈值选取方法，作为绝缘许用性判定的依据。

[0110] 本发明用于变压器出线装置绝缘结构电场许用性的计算与判别，主要应用于变压器出线装置油纸绝缘结构的设计。现有方法主要依据经验公式或解析法进行出线装置的绝缘设计与估算，随着有限元技术的发展，本方法根据有限元计算得到的电场精确计算结果，通过对实际装配结构进行合理等效与简化，构建计算均压球等位面、地电位面、设置绝缘屏障与油隙，计算其关键结构的电场强度，分析绝缘许用性，判断绝缘强度是否满足设计要求，依托本方法，可在计算结果的基础上扩展实现出线装置绝缘优化设计。

[0111] 图4为根据本发明实施方式的确定变压器出线装置的绝缘强度的系统400的结构示意图。如图4所示，本发明实施方式提供的确定变压器出线装置的绝缘强度的系统400，包括：计算模型确定单元401、关键路径电场数据获取单元402和绝缘强度许用性确定单元403。

[0112] 优选地，所述计算模型确定单元401，用于确定变压器出线装置计算模型。

[0113] 优选地，其中所述计算模型确定单元401，确定变压器出线装置计算模型，包括：

[0114] 对实际变压器出线装置的结构进行简化，导入剖面图，设置用于分割油隙的绝缘材料和用于屏蔽电场或作为导体的金属材料的结构，并将出线装置均压球等位面设置为高压电极，将距离出线装置最近的地电位设置为地电极，将所出线装置内侧套管上的电位设置为线性电位。

[0115] 优选地，其中所述计算模型确定单元401，确定变压器出线装置计算模型，还包括：

[0116] 当绝缘材料为湿法成型材料时，设置湿法成型材料与绝缘油的介电常数之比为1.6:1；当绝缘材料为绝缘纸筒时，设置绝缘纸筒与绝缘油介电常数之比为2:1。

[0117] 优选地，所述关键路径电场数据获取单元402，用于基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据；其中，所述关键路径电场数据，包括：关键路径中每个路径点对应的位置信息和电场值。

[0118] 优选地，其中所述关键路径电场数据获取单元402，基于所述变压器出线装置计算模型进行电场值的计算，获取关键路径电场数据，包括：

[0119] 利用有限元法对所述变压器出线装置计算模型进行体积剖分和表面剖分，确定剖分单元；

[0120] 基于所述剖分单元，利用静电场求解器进行电场的计算，获取每个剖分单元网格顶点的电场值；

[0121] 基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据。

[0122] 优选地，其中所述关键路径电场数据获取单元402，基于每个剖分单元网格顶点的电场值确定关键路径电场数据，包括：

[0123] 根据由出线装置均压球表面出发，分别穿过均压球上、下边缘倒角处的不同部位的电力线，以及由出线装置电极任意位置出发，穿过最外侧大油隙内的不同部位的电力线，确定关键路径；

[0124] 提取位于所述关键路径上的网格顶点的位置信息和对应的电场值，以获取关键路径电场数据。

[0125] 优选地，所述绝缘强度许用性确定单元403，用于根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，并根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度。

[0126] 优选地，其中所述系统还包括：

[0127] 数据扩展单元，用于采用插值法对所述关键路径电场数据进行数据扩展。

[0128] 优选地，其中所述绝缘强度许用性确定单元403，根据所述位置信息计算每个路径点对应的许用场强，包括：

[0129]    ，

[0130] 其中，  为第i个路径点对应的许用场强；A为形状系数；  为第i个路径点对应的位置信息，τ为衰减指数。

[0131] 优选地，其中所述绝缘强度许用性确定单元403，根据每个路径点对应的许用场强和电场值确定所述变压器出线装置的绝缘强度，包括：

[0132] 根据每个路径点对应的许用场强和电场值计算每个路径点对应的绝缘许用性值，包括：

[0133]    ，

[0134] 根据所有关键路径中绝缘许用性值的最小值确定绝缘许用性最小值  ；

[0135] 若所述绝缘许用性最小值  满足  ，则确定所述变压器出线装置的绝缘强度满足绝缘许用性条件；

[0136] 其中， 为第i个路径点对应的绝缘许用性值；  为第i个路径点对应的许用场强；  为第i个路径点对应的电场值；B为工艺系数。

[0137] 本发明的实施例的确定变压器出线装置的绝缘强度的系统400与本发明的另一个实施例的确定变压器出线装置的绝缘强度的方法100相对应，在此不再赘述。

[0138] 基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种确定变压器出线装置的绝缘强度的方法中任一项的步骤。

[0139] 基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：

[0140] 上述的计算机可读存储介质；以及

[0141] 一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。

[0142] 已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

[0143] 通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

[0144] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

[0145] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0146] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0147] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0148] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。