[发明专利]一种基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法

权利要求书

1.一种基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法，其特征在于：包括

步骤A、利用COMSOL仿真软件中的几何模块建立1：1的复合绝缘子三维模型；

步骤B、在复合绝缘子无缺陷及不同位置设置不同程度的导通性缺陷，分析其空间轴向电场。

2.根据权利要求1所述的基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法，其特征在于：步骤B中，包括以下步骤，

步骤B1、根据实际运行的复合绝缘子串为模型每个部分设置相应的材料；

步骤B2、根据实际运行情况结合仿真的边界条件给复合绝缘子模型施加相应的电势；

步骤B3、为不同部分进行不同尺度的剖分；

步骤B4、计算得空间轴向电场曲线图。

3.根据权利要求2所述的基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法，其特征在于：步骤B1中，伞裙和护套的材质为硅橡胶，头部和尾部连接金具材质为不锈钢。

4.根据权利要求2所述的基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法，其特征在于：步骤B2中，包括以下步骤：

在忽略空间电荷影响的情况下，采用相应的静电场方法求解，因此绝缘子串表面及周围介质中的电场求解满足：

公式中：参数E为介质区的电场强度，单位为N/C；参数ε为介质的介电常数；参数ρ为空间电荷体密度，单位为c/m³；电位函数满足公式(3)

计算复合绝缘子伞裙表面及周围介质中的电场分布时，空气域的相对介电常数为1；伞裙的相对介电常数为6；护套的相对介电常数为4；钢脚和铁帽的介电常数为1000；

复合绝缘子串空间电场计算是一个开域计算问题，但是开域是无法直接进行精确计算的，利用有限元建模技术将无限大的空气域问题转化为有限域的问题；计算时，采用第1类边界条件为：

上述公式中：Γ₀为空气域边界和绝缘子低压端；Γ_k为绝缘子高压端；式(4)-(5)组成了完整的边值问题。

5.根据权利要求2所述的基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法，其特征在于：步骤B3中，通过局部细化剖分方法，对于绝缘子区域进行高精度剖分，最小网格尺寸选取5mm以保证计算精度；同时对尺寸大而又规则的空气域进行粗略剖分从而减少仿真过程中不必要的计算量，因此三维模型空气域的最大网格尺寸取为50mm，在确保了一定精度的条件下又可以在一定程度上提高计算速度。

6.根据权利要求2所述的基于COMSOL的复合绝缘子内部缺陷研究方法，其特征在于：步骤B4中，空间轴向曲线为在绝缘子外壳表面3mm处，计算得到的轴向电场。