西安交通大学杨剑获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种在役盆式绝缘子应力计算与寿命预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115585924B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211192150.8,技术领域涉及:G01L5/00;该发明授权一种在役盆式绝缘子应力计算与寿命预测方法是由杨剑;汤遵荣;贾晓宇;王博;田兴设计研发完成,并于2022-09-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种在役盆式绝缘子应力计算与寿命预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种在役盆式绝缘子应力计算与寿命预测方法。所述计算方法包括:首先获取在役盆式绝缘子的结构参数和运行参数并构建在役盆式绝缘子计算模型;然后运用有限元方法求解在役盆式绝缘子温度和应力分布;最终根据计算所得在役绝缘子运行时的应力预测其寿命。本发明采用多物理场耦合方法并充分考虑温度对导体和外壳电导率的影响,以及对盆式绝缘子介电常数的影响,可以准确有效的获得在役盆式绝缘子的温度和应力分布,提高在役盆式绝缘子寿命的预测精度。
本发明授权一种在役盆式绝缘子应力计算与寿命预测方法在权利要求书中公布了:1.一种在役盆式绝缘子应力计算与寿命预测方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:获取在役盆式绝缘子的结构参数和运行参数; 步骤2:构建在役盆式绝缘子计算模型,使用电磁-热-流-力多物理场耦合方法对盆式绝缘子应力进行仿真计算,获得盆式绝缘子的应力分布; 包括:1通过考虑温度对导体和外壳电导率的影响,以及温度对盆式绝缘子介电常数的影响实现电磁-热-流的双向耦合;温度对导体和外壳电导率的影响如下式: 其中,σ0为材料在T0时的电导率,k为电阻率温度系数,由实验测量, 热应力计算如下: 其中,αth、T和Tref分别为热膨胀系数、材料温度、材料的初始温度; 进行电磁-热-流-力耦合仿真计算时,模型中热源不仅包括导体和外壳的电磁损耗,还包括盆式绝缘子的介质损耗,计算如下式: 其中,E为场强,ω为相位角,ɛ为绝缘子的介电常数,Qd为介质发热功率,tanδ为介质损耗角正切值; 盆式绝缘子的力学边界条件为:绝缘子凹面和凸面受到绝缘气体的压力载荷,绝缘子与外壳接触面为固定约束,其余表面为自由边界; 2通过材料的热胀冷缩效应产生热应变实现热-力的耦合; 步骤3:统计全年环境温度出现的概率,并按步骤2计算相应环境温度时的盆式绝缘子应力τi;全年环境温度出现的概率按以下规则确定:设全年最高环境温度为Tmax,从最高温度开始以公差为-5将环境温度划分为若干个区间,每个区间温度出现的概率为Pi,将区间平均温度,作为该区间的代表温度进行应力τi计算; 步骤4:通过老化实验,计算不同应力下盆式绝缘子寿命;根据步骤3所得盆式绝缘子应力τi计算绝缘子的预期寿命,绝缘子预期寿命L计算如下式: 其中,L为绝缘子的预期寿命;Li为绝缘子材料在某应力τi作用下的寿命;Lp为绝缘子已使用的寿命。
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