基于迭代算法的功能梯度绝缘子介电常数分布优化

为了改善气体绝缘输电管道绝缘子沿面电场分布,提出一种基于迭代算法的功能梯度绝缘子介电常数分布优化方法,该方法具有策略简单、迭代次数少、效率高等优点。通过对圆台绝缘子和盆式绝缘子的介电常数分布进行优化,得到主要结论如下:圆台绝缘子的沿面电场分布呈现出由高压电极三结合点向地电极递减的趋势。优化后,圆台绝缘子沿面电场强度最大值由2.3 kV/mm降至1.1 kV/mm,下降幅度超过50%。对盆式绝缘子的介电常数分布进行优化时,需要兼顾绝缘子凹面和凸面的沿面电场分布。经过优化的盆式绝缘子的相对介电常数分布在径向坐标上呈现出“中间低,两侧高”的趋势,绝缘子的凹面电场强度最大值下降幅度超过60%。考虑到实际应用中构造连续梯度非常困难,该文提出“等厚梯度”和“等差梯度”两种离散化方案,对最优的连续介电常数分布进行离散化处理。