(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111250174.X (22)申请日 2021.10.26 (71)申请人 广东电网有限责任公司江门供电局 地址 529000 广东省江门市 建设二路152号 申请人 广东电网有限责任公司 (72)发明人 许巧云　汤振鹏　麦荣焕　吴昌盛　 李显强　李辰盟　陈文鸿　刘恒　 李波　王锋　冯锦文　易冠文　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 李秋梅 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 20/10(2019.01) (54)发明名称 一种改进的基于最短放电路径的击穿电压 预测方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种改进的基于最短放电路 径的击穿电压预测方法及装置， 属于高电压与绝 缘技术领域。 包括利用训练样 本进行仿真计算以 提取最短放电路径上关于电场积分比值的电场 特征量， 利用该有关电场积分比值的电场特征量 训练得到最优SVC预测模型， 对待预测 空气间隙 建立有限元仿真模型， 并利用最优SVC预测模型 对待预测空气间隙的击穿电压进行预测， 不断调 整所加载的预估电压直至间隙击穿。 本发明由于 只采用了电场积分比值相关的特征量作为电场 特征量来构建模型， 简化了电场特征量的选取， 使得对空气间隙击穿电压的预测流 程更为快捷。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 113987875 A 2022.01.28 CN 113987875 A 1.一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立训练样本的静电场仿真模型， 加载包括击穿电压在内的若干个电压进行仿真计算 并提取最短放电路径上的电场特征量， 所述最短放电路径上的电场特征量定义为最短放电 路径上大于指定电场强度值的电场积分占整个路径积分的比例； 基于所述最短放电路径上的电场特征量对支持向量分类机进行训练， 得到最优SVC预 测模型； 建立待预测空气间 隙的有限元仿真模型， 加载预估电压进行静电场计算并提取电场特 征量， 利用所述最优SVC预测模型 的预测结果调整所述预估电压直至所述待预测空气间隙 发生击穿。 2.根据权利要求1所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测方法， 其特征 在于， 所述最短放电路径上的电场特征量具体包括： 第一高压侧特征量、 第二高压侧特征 量、 第一低压侧特 征量和第二低压侧特 征量； 所述第一高压侧特征量定义为最短放电路径上高压侧大于指定电场强度值的电场积 分占整个路径积分的比例； 所述第二高压侧特征量定义为最短放电路径上高压侧对于指定电场强度值的电场积 分占高压侧路径积分的比例； 所述第一低压侧特征量定义为最短放电路径上低压侧大于指定电场强度值的电场积 分占整个路径积分的比例； 所述第二低压侧特征量定义为最短放电路径上低压侧对于指定电场强度值的电场积 分占低压侧路径积分的比例。 3.根据权利要求2所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测方法， 其特征 在于， 所述加载包括击穿电压在内的若干个电压具体为： 加载电压区间为[(1 ‑a)U， (1+a)U]， 步长为0.1aU的总计21个电压， 其中U为所述击穿电 压， a为常数， [(1 ‑a)U， (1‑0.1a)U]为耐受区间， 记为 ‑1； [U， (1+a)U]为击穿区间， 记为1。 4.根据权利要求3所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测方法， 其特征 在于， 所述加载预估电压进 行静电场计算并提取电场特征量， 利用所述最优SVC预测模型的 预测结果调整所述预估电压直至所述待预测空气间隙发生击穿具体包括： 预估待预测空气间隙的击穿电压为V， 设定待加载电压区间为[Vmin， Vmax]； 加载所述待加载电压区间的电压进行静电场仿真计算并提取电场特 征量； 将所述电场特征量输入所述最优SVC预测模型中进行预测， 若预测结果均为 ‑1， 则重新 设定所述待加载电压区间且将Vmax设为新的所述待加载电压区间下限； 若所述预测结果均 为1， 则重新设定所述待加载电压区间且将Vmin设为新的所述待加载电压区间上限； 若所述 预测结果中包括 ‑1和1， 则将首次出现1的电压作为所述待预测空气间隙的击穿电压 。 5.根据权利要求1所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测方法， 其特征 在于， 所述建立训练样本的静电场仿真模型 具体包括： 根据所述待预测 空气间隙的最短放电路径上电场分布的特点选取相近的间隙组成训 练样本， 在有限元仿真软件中建立各个训练样本的静电场仿真模型。 6.一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测装置， 其特 征在于， 包括： 第一模型训练模块， 用于建立训练样本的静电场仿真模型， 加载包括击穿电压在内的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113987875 A 2若干个电压进 行仿真计算并提取最短放电路径上的电场特征量， 所述最短放电路径上的电 场特征量定义 为最短放电路径上 大于指定电场强度值的电场积分占整个路径积分的比例； 第二模型训练模块， 用于基于所述最短放电路径上的电场特征量对支持向量分类机进 行训练， 得到最优SVC预测模型； 电压预测模块， 用于建立待预测 空气间隙的有限元仿真模型， 加载预估电压进行静电 场计算并提取电场特征量， 利用所述最优SVC预测模型 的预测结果调整所述预估电压直至 所述待预测空气间隙发生击穿。 7.根据权利要求6所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测装置， 其特征 在于， 所述第一模型训练模块包括特 征量提取模块； 所述特征量提取模块用于提取第一高压侧特征量、 第二高压侧特征量、 第一低压侧特 征量和第二低压侧特 征量； 所述第一高压侧特征量定义为最短放电路径上高压侧大于指定电场强度值的电场积 分占整个路径积分的比例； 所述第二高压侧特征量定义为最短放电路径上高压侧对于指定电场强度值的电场积 分占高压侧路径积分的比例； 所述第一低压侧特征量定义为最短放电路径上低压侧大于指定电场强度值的电场积 分占整个路径积分的比例； 所述第二低压侧特征量定义为最短放电路径上低压侧对于指定电场强度值的电场积 分占低压侧路径积分的比例。 8.根据权利要求7所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测装置， 其特征 在于， 所述第一模型训练模块包括： 第一电压加载模块； 所述第一电压加载模块用于加载电压区间为[(1 ‑a)U， (1+a)U]， 步长为0.1aU的总计21 个电压， 其中U为所述击穿电压， a为 常数， [(1 ‑a)U， (1‑0.1a)U]为耐受区间， 记为 ‑1； [U， (1+ a)U]为击穿区间， 记为1。 9.根据权利要求8所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测装置， 其特征 在于， 所述电压预测模块包括： 第二电压加载模块和击穿电压确定模块； 所述第二电压加载模块用于在预估待预测 空气间隙的击穿电压为V， 设定待加载电压 区间为[Vmin， Vmax]时， 加载所述待加载电压区间的电压进行静电场仿真计算并提取电场特 征量； 所述击穿电压确定模块用于将所述电场特征量输入所述最优SVC预测模型中进行预 测， 若预测结果均为 ‑1， 则重新设定所述待加载电压区间且将Vmax设为新的所述待加载电压 区间下限； 若所述预测结果均为1， 则重新设定所述待加载电压区间且将Vmin设为新的所述 待加载电压区间上限； 若所述预测结果中包括 ‑1和1， 则将首次出现1的电压作为所述待预 测空气间隙的击穿电压 。 10.根据权利要求6所述的一种改进的基于最短放电路径的击穿电压预测装置， 其特征 在于， 所述第一模型训练模块包括： 训练样本 选择模块和仿真模型构建模块； 所述训练样本选择模块用于根据所述待预测空气间隙的最短放电路径上电场分布的 特点选取相近的间隙组成训练样本； 所述仿真模型构建模块用于在有限元仿真软件中建立各个训练样本的静电场仿真模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113987875 A 3