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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利一种瓷绝缘子早期故障检测方法及系统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：CN118194773B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16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：202410607492.4，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种瓷绝缘子早期故障检测方法及系统是由丛子涵;刘亚东;严英杰;江秀臣设计研发完成，并于2024-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种瓷绝缘子早期故障检测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种瓷绝缘子早期故障检测方法及系统，属于电力系统设备监测技术领域，包括：模拟水分进入瓷绝缘子裂缝时的电场变化，建立空气‑水两相流仿真模型；根据所述空气‑水两相流仿真模型得到的电场分布数据，分析放电起始时刻电气特性；根据从电场模拟和放电起始分析中得到的初始电弧条件，分析电弧燃烧过程中电弧电压与电流的关系及其对电弧电导和电弧电阻的影响；根据电弧过程中计算得到的电弧能量耗散数据，分析电弧能量耗散和放电自清除后空气的特征；根据分析结果，进行潜在故障识别。本发明能够提高了瓷绝缘子故障检测的准确性和早期预警能力，从而显著减少了电力系统运行中的故障风险和维护成本。

本发明授权一种瓷绝缘子早期故障检测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种瓷绝缘子早期故障检测方法，其特征在于，包括：模拟水分进入瓷绝缘子裂缝时的电场变化，建立空气-水两相流仿真模型；根据所述两相流仿真模型得到的电场分布数据，分析放电起始时刻电气特性；根据从电场模拟和放电起始分析中得到的初始电弧条件，分析电弧燃烧过程中电弧电压与电流的关系及其对电弧电导和电弧电阻的影响；根据电弧过程中计算得到的电弧能量耗散数据，分析电弧能量耗散和放电自清除后空气的特征；根据分析结果，进行潜在故障识别；所述建立空气-水两相流仿真模型包括，通过Cahn-Hilliard方程和Navier-Stokes方程来模拟裂缝内部的水气两相流动，计算所述空气-水两相流仿真模型中不同时间点的电场分布；所述Cahn-Hilliard方程包括，通过引入相场变量φ来对不同相区域以及不同相间的过渡区域进行标识，公式为： 其中，表示时间t的偏导数，用来描述φ随时间的变化率；表示对流项，u表示流体的速度，单位为ms，表示φ的梯度，点乘表示速度方向上的φ变化率；表示扩散项，表示散度，用于描述在空间中的发散程度；系数表示控制扩散速率，γ表示迁移率，单位为m3·skg，λ表示混合能量密度，单位为N，ε表示界面厚度参数，单位为m，ψ表示相场助变量；在气液界面处，采用对跨两相界面平滑变化的密度ρBD和粘度μBD进行定义，表示： 其中，ρw表示水的密度，单位为kgm3，ρair表示空气密度，单位为kgm3，μw表示水的粘度，单位为Pa·s，μair表示空气粘度，单位为Pa·s；所述Navier-Stokes方程用于描述不可压缩流体的质量与动量传输特性，考虑到界面张力的影响，两相流动Navier-Stokes方程和连续性方程表示： 其中，ρ表示流体密度，单位为kgm3，μ表示动态粘度，单位为Pa·s，表示速度梯度，表示速度梯度的张量转置，p表示流通入口压力，单位为Pa，I表示单位向量，Fst表示两相流体的界面张力，单位为Nm，g表示重力矢量，公式表示流体的不可压缩性；界面区域的对流与扩散将引起界面自由能的变化，将界面张力Fst定义为： 采用静电场理论对绝缘子裂缝内部的电场进行分析，电场E通过电势得出： 所述分析电弧燃烧过程中电弧电压与电流的关系及其对电弧电导和电弧电阻的影响包括，对电弧的电气行为进行仿真，采用热平衡方程来描述电弧能量的动态变化： 其中，Qs表示电弧能量，u表示电弧电压，单位为V；i表示电弧电流，单位为A；Ploss表示耗散功率；u、i分别表示电弧电压和电流；令g表示电弧电导，则方程可以转化为： 考虑电弧产生的热量如何通过对流和传导影响裂缝内的水分，计算由电弧热量导致的水分蒸发对裂缝内电阻的影响： 其中，ρw表示水的电阻率，Lw表示水柱长度，Sw表示水柱截面积；所述分析放电起始时刻电气特性包括，建立等比例瓷绝缘子模型，裂缝的几何形状、位置、宽度、深度及绝缘体的电气特性，确保模型反映实际裂缝绝缘子的物理和电气特性；在所述等比例瓷绝缘子模型中设置模拟交流电压的电势条件，电势定义为顶部平面的8165×sin100πt，底部平面接地，模拟正常工作电压下的电场变化；所述分析放电起始时刻电气特性包括，设置电介质的击穿阈值EX，并对比裂缝区域的最大电场强度Emax是否超过阈值EX，在任何时刻，若Emax超过EX,预测放电将在电压达到峰值之前发生；若Emax无法超过EX，则电场强度将随着电压的降低而降低，放电将不会发生；所述进行潜在故障识别包括，当在瓷绝缘子裂缝内检测到存在电弧并且持续时间低于最小时间阈值tmin时，则判断电弧由于局部电场强度高而被触发并熄灭；若电弧燃烧后留有空气，且电弧放电后短时间内能够重新点燃时，则表明裂缝内部存在持续的高电场强度和不稳定的介质条件；当由于电流的热效应导致裂缝中的水蒸发，且计算得到的水蒸发能量超过阈值Wmin-lat时，则判断裂缝内的水分减少，根据介质电阻与水分存量的反比关系，判断裂缝内的介质电阻增加。

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