本文研究了合成隔離器均衡環(huán)在高壓交流系統(tǒng)中的作用和主要要求，并分析了合成絕緣子均衡環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于優(yōu)化隔離器均衡環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。此基礎(chǔ)上，給出了合成絕緣子分級(jí)環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳值。后，給出了有效改善絕緣子電場(chǎng)在330KV電壓下的分布的分級(jí)環(huán)的優(yōu)化參數(shù)。成絕緣子具有表面疏水性高，抗污染旁路性能好，機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于不同電壓等級(jí)的交流和直流輸電線路。而，合成絕緣子的組成和制造材料與瓷絕緣子非常不同，因此沿合成絕緣子表面的電勢(shì)分布非常不均勻且呈非線性。實(shí)際操作中，特別是在合成絕緣子的高電勢(shì)端，發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于合成絕緣子其他部分的電場(chǎng)強(qiáng)度，這是絕緣子的一部分。
　　容易受到電腐蝕等損壞。了在操作期間減小合成隔離器的高壓端的電場(chǎng)強(qiáng)度的分布，通常在高壓端和低壓端安裝電壓均衡環(huán)。成絕緣子分級(jí)環(huán)的配置參數(shù)必須有效降低隔離鏈兩端的電場(chǎng)強(qiáng)度，并且還必須防止分級(jí)環(huán)本身由于以下原因而褪色因此，有必要優(yōu)化合成絕緣子分級(jí)環(huán)的配置參數(shù)。管合成絕緣子分級(jí)環(huán)的優(yōu)化配置可用于運(yùn)行過程中的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量研究，但由于可靠性和經(jīng)濟(jì)性的限制，它通常較差。作環(huán)境，具體操作難度大。一般研究中，通常使用理論計(jì)算來分析合成絕緣子的電場(chǎng)分布和分級(jí)環(huán)的布置[1]。文首先研究了合成絕緣子均衡環(huán)在高壓交流系統(tǒng)中的主要作用和要求，并分析了合成絕緣子均衡環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。化的均衡環(huán)允許絕緣子和均衡環(huán)的表面電場(chǎng)。強(qiáng)度低于初始電暈場(chǎng)強(qiáng)度。后，給出了在330KV電壓水平下有效改善隔離器電場(chǎng)分布的均壓環(huán)優(yōu)化參數(shù)。實(shí)際運(yùn)行中，為了使復(fù)合絕緣子安全穩(wěn)定地運(yùn)行并改善其電勢(shì)分布，必須安裝各種電勢(shì)梯度控制回路，電勢(shì)梯度控制回路通常分為屏蔽環(huán)。電壓均衡環(huán)，不同類型的引弧環(huán)也可以統(tǒng)稱為壓力平衡環(huán)。的主要作用是降低復(fù)合絕緣子某些部分或兩端表面的過高電場(chǎng)強(qiáng)度，并使其盡可能均勻地分布。1顯示了壓力平衡環(huán)的安裝圖和具體參數(shù)。成絕緣子的分級(jí)環(huán)具有不同的功能，具體取決于系統(tǒng)的不同工作點(diǎn)，并且其安裝參數(shù)也不相同。論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量表明，復(fù)合絕緣子的蠕變電位分布非常不均勻，并且高電場(chǎng)強(qiáng)度主要分布在高壓側(cè)附近的一端。種過度集中的電場(chǎng)強(qiáng)度極有可能在復(fù)合材料中引起局部放電，材料缺陷或不同材料之間的界面，并且局部放電將逐漸使合成絕緣材料變質(zhì)。置此類分級(jí)環(huán)的主要目的是使復(fù)合絕緣子的正常運(yùn)行內(nèi)部電場(chǎng)小于初始放電電場(chǎng)（4.5 kV / cm）。此，環(huán)的構(gòu)造必須基于絕緣子附近的合成體。級(jí)環(huán)相對(duì)于合成絕緣子的高壓側(cè)向傘板的最佳位置通?？梢酝ㄟ^理論計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得。前，均壓環(huán)的主要調(diào)整是減小合成絕緣體材料和電線連接器表面的電場(chǎng)強(qiáng)度，并抑制電暈現(xiàn)象的發(fā)生。
　　此，這種類型的電壓均衡環(huán)也稱為電暈環(huán)。的設(shè)置位置與金屬連接器和連接器的尺寸有關(guān)，當(dāng)部件的尺寸較大時(shí)，通常僅在高壓側(cè)安裝壓力平衡環(huán)即可滿足要求。復(fù)合絕緣子的表面發(fā)生旁路時(shí)，所產(chǎn)生的工頻電弧會(huì)導(dǎo)致端接頭的溫度急劇升高甚至燒蝕，從而導(dǎo)致芯棒滑動(dòng)。特殊情況下絕緣子或絕緣子的永久變形。裝引弧板?；↑c(diǎn)火環(huán)可以將工業(yè)頻率電弧從絕緣子末端的金屬連接器的表面移開，因此該電弧點(diǎn)火環(huán)也稱為保護(hù)環(huán)?；〉钠鹗辑h(huán)可以是圓形的也可以是有角的，并且可以轉(zhuǎn)換成開環(huán)，目的是使電弧電流在環(huán)上不均勻地分布，從而使電弧的根弧是移動(dòng)而不是固定的。到重點(diǎn)。合成絕緣材料遭受污染閃絡(luò)時(shí)，該閃絡(luò)通常從棒的直徑開始，因?yàn)槟抢锏谋砻婧苄?，泄漏電流的密度很高，這很可能導(dǎo)致局部放電。果復(fù)合絕緣子端面上的電場(chǎng)在操作過程中過強(qiáng)，則會(huì)進(jìn)一步加劇局部電弧腐蝕，并最終導(dǎo)致繞過污染。能測(cè)試表明，合成絕緣子的接地端（水平側(cè)）的場(chǎng)強(qiáng)也可以達(dá)到引起局部放電的值，因此通常在兩端都需要一個(gè)電壓均衡環(huán)。成絕緣子的末端。裝這種壓力平衡環(huán)時(shí)，它必須靠近絕緣體以保護(hù)傘裙。管合成隔離器的分類環(huán)在設(shè)置時(shí)要考慮不同的優(yōu)先級(jí)，但設(shè)置環(huán)的共同目標(biāo)是降低電場(chǎng)在某些部位的強(qiáng)度。成絕緣體或金屬配件的表面上，以使合成絕緣體的最大場(chǎng)強(qiáng)限于初始電暈場(chǎng)強(qiáng)（4.5 kV / cm）。是，所有具有任意結(jié)構(gòu)參數(shù)的分類環(huán)都不能降低絕緣子表面電場(chǎng)的強(qiáng)度。級(jí)環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和安裝位置將直接影響復(fù)合絕緣子的表面電勢(shì)分布。時(shí)，當(dāng)分級(jí)環(huán)本身的表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過22kV / cm時(shí)，分級(jí)環(huán)本身也會(huì)產(chǎn)生冠狀，這會(huì)降低絕緣性能。

　　離器本身。
　　此，利用智能優(yōu)化技術(shù)研究均衡環(huán)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)改善現(xiàn)場(chǎng)具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。復(fù)合絕緣子表面的電勢(shì)分布[2]。公式（1）中：E1是沿絕緣子的最大場(chǎng)強(qiáng)； E2是壓力平衡環(huán)表面的最大場(chǎng)強(qiáng)； φ1為壓力平衡環(huán)的外徑； φ2為壓力平衡環(huán)的內(nèi)徑； Δh是壓力平衡環(huán)的高度值。化均衡環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)的目的是找到一組值φ1，φ2和Δh，以便當(dāng)E2小于22 kV / cm時(shí)，E1達(dá)到最小值。而，φ1，φ2與Δh之間的關(guān)系以及E1與E2之間是多維非線性映射關(guān)系，并且該映射關(guān)系難以用簡(jiǎn)單的d函數(shù)直接描述?；鶋涵h(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)的通常方法是簡(jiǎn)單地在各自的域內(nèi)修改φ1，φ2和Δh，從而獲得一系列調(diào)節(jié)均壓環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。力均衡。用理論計(jì)算方法得出這些結(jié)構(gòu)參數(shù)下的E1。

　　E2，最后比較計(jì)算出的電場(chǎng)強(qiáng)度值，找到滿足均壓環(huán)本身不能電暈的條件的均壓環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)， E1為最小值，電纜因此獲得的結(jié)構(gòu)參數(shù)為電壓均衡環(huán)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。管此算法思路清晰，但計(jì)算量很大。年來，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因其強(qiáng)大的多維非線性映射功能而被廣泛用于各種工程領(lǐng)域。文探索了使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立φ1，φ2，Δh與E1，E2之間的映射關(guān)系，并使用二次插值有限元方法來計(jì)算某些樣本，以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和驗(yàn)證。經(jīng)元。

　　各種結(jié)構(gòu)參數(shù)變化下的E1和E2，找到滿足優(yōu)化目標(biāo)的壓力平衡環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。此優(yōu)化過程中，只需要少量時(shí)間就可以計(jì)算出一些樣本來訓(xùn)練和檢查神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而大大減少了優(yōu)化過程中花費(fèi)的時(shí)間。本文中，我們研究了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的330KV合成絕緣子分級(jí)環(huán)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化?；渌妷弘娖降倪^程與此類似。于330KV合成隔離器優(yōu)化了環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，因此人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使用了具有誤差返回傳播的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，稱為BP網(wǎng)絡(luò)。
　　BP網(wǎng)絡(luò)通常由三層輸入層，隱藏層和輸出層組成。藏層網(wǎng)絡(luò)可能包含多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。文檔使用獨(dú)特的隱藏層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即只有一個(gè)隱藏層，如圖2所示。隱藏層主要用于學(xué)習(xí)。BP網(wǎng)絡(luò)，即當(dāng)實(shí)際輸出與預(yù)期輸出之間的誤差小于樣本中定義的某個(gè)值時(shí)。藏層節(jié)點(diǎn)的數(shù)量必須基于算法的復(fù)雜性來確定。擇神經(jīng)元的激活函數(shù)作為S形函數(shù)，并通過學(xué)習(xí)算法δ調(diào)整權(quán)重[7]。文選擇3個(gè)輸入層神經(jīng)元，分別是壓力均衡環(huán)φ1，φ2和Δh的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及2個(gè)輸出層神經(jīng)元，即E1和E2。據(jù)規(guī)則2N 1（N是輸入層中的節(jié)點(diǎn)數(shù)）選擇隱藏層，因此隱藏層的神經(jīng)元為1。φ2與E1負(fù)相關(guān)，因此根據(jù)公式（3）對(duì)其進(jìn)行歸一化，電纜而φ1與E1正相關(guān)，因此根據(jù)公式（2）進(jìn)行歸一化。于Δh和E1既不正相關(guān)也不負(fù)相關(guān)，因此可以根據(jù)公式（2）和（3）對(duì)其進(jìn)行處理。文使用公式（3）[2]。表4中示出了作為輸入層的神經(jīng)元的參數(shù)[fmax，fmin]。于輸出場(chǎng)的強(qiáng)度值的歸一化處理，根據(jù)公式（2）進(jìn)行處理，并且其[fmax，fmin]由E1和E2決定，該E1和E2與通過二次插值有限元方法獲得的學(xué)習(xí)樣本相對(duì)應(yīng)，其中E1的變化間隔選擇為[0，1，2，5] kV / mm，E2的變化間隔選擇為[0.1，2.5] kV / mm。4中的均壓環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)也使用公式（2）在[0，1]范圍內(nèi)歸一化。了獲得包含最多信息的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和驗(yàn)證樣本，必須設(shè)計(jì)這些樣本的獲取方法。文選擇了中央組合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。擇了150個(gè)訓(xùn)練樣本和30個(gè)驗(yàn)證樣本來訓(xùn)練和驗(yàn)證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

　　果表明，在訓(xùn)練過程中，網(wǎng)絡(luò)可以很好地收斂，最大編隊(duì)誤差小于10-4，網(wǎng)絡(luò)檢查結(jié)果的最大誤差為1.27％。
　　以看出，該網(wǎng)絡(luò)可以在每個(gè)均衡環(huán)的參數(shù)下用于E1和E2的計(jì)算。用訓(xùn)練有素且經(jīng)過驗(yàn)證的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以1 mm的每個(gè)參數(shù)為步長(zhǎng)計(jì)算均衡環(huán)的每個(gè)參數(shù)的參數(shù)E1和E2，并在E2趨于最小時(shí)找到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)E2小于22 kV / cm。構(gòu)參數(shù)是均壓環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳解決方案?；Y(jié)果如下：對(duì)于330 kV復(fù)合絕緣子，環(huán)形均衡結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳方案為φ1= 445 mm，2 = 53 mm和Δh= 158 mm。時(shí)，E1為2.73 kV / cm，小于絕緣子表面上的電暈起始場(chǎng)的強(qiáng)度，而E2為6.85 kV / cm，即也低于分級(jí)環(huán)的電暈起始場(chǎng)強(qiáng)，為22 kV / cm。于合成絕緣子沿表面的電場(chǎng)強(qiáng)度分布極不均勻，因此高壓系統(tǒng)（通常在110KV以上）中使用的合成絕緣子必須配備分級(jí)環(huán)以改善電場(chǎng)的分布。工程實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)具體情況考慮調(diào)節(jié)壓力平衡環(huán)。文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)合成絕緣子分類環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。立了排序環(huán)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，縮短了理論計(jì)算方法冗長(zhǎng)的問題。算結(jié)果表明，分級(jí)環(huán)的優(yōu)化參數(shù)可以使分級(jí)環(huán)的場(chǎng)強(qiáng)和沿絕緣子的場(chǎng)強(qiáng)低于電暈場(chǎng)的強(qiáng)弱。據(jù)此結(jié)論，一組330 kV合成絕緣子分級(jí)環(huán)應(yīng)進(jìn)行更高的電壓測(cè)試，以檢查并加強(qiáng)運(yùn)行期間的檢查和記錄。
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