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GIS由于具有占地面积小、结构紧凑、可靠、安全、灵活等优点,近年来在超高压和特高压变电站中得到了广泛的应用。GIS中的盆式绝缘子起着支撑导体、隔离气室和电气绝缘的重要作用。当绝缘子的沿面场强超过起晕场强时,将会产生电晕放电。实践经验表明,在盆式绝缘子上安装均压环和屏蔽罩可有效改善绝缘子沿面电场和电位分布。本文运用有限元分析软件Ansoft对盆式绝缘子建立模型,进行电场计算,并以此确定盆式绝缘子均压环和屏蔽罩结构优化目标;在此基础上,引入神经网络算法,利用BP神经网络拟合了均压环和屏蔽罩各结构参数与优化目标之间的关系,对均压环和屏蔽罩的结构参数进行了优化设计,得到最优结构参数,克服了传统穷举法计算量大、消耗时间长的问题。实验表明,在盆式绝缘子上安装优化过的均压环和屏蔽罩可以大大降低盆式绝缘子沿面最大电场强度,有效改善盆式绝缘子沿面电场不均匀程度。本文的研究工作主要包括以下几部分:(1)介绍了课题的研究现状以及电磁场和有限元基本原理以及神经网络算法,详细地介绍了BP神经网络算法的模型、工作原理以及工作流程,为后续章节均压环和屏蔽罩结构参数的优化设计提供理论基础。(2)在盆式绝缘子的设计过程中,安装合适的均压环有助于改善电位和场强分布,减少电晕以及击穿的可能性,增强盆式绝缘子的电气性能。利用BP神经网络算法,以盆式绝缘子沿面最大场强和均压环表面最大场强作为目标函数,对均压环的结构参数进行优化设计。(3)在盆式绝缘子的设计过程中,在盆式绝缘子上安装屏蔽罩可有效改善绝缘子沿面电场和电位分布。盆式绝缘子的沿面电场受屏蔽罩的形状、尺寸和位置等影响,因此安装合适的屏蔽罩可以有效改善盆式绝缘子沿面电场和电位,减少电晕和闪络现象。利用BP神经网络算法,以盆式绝缘子沿面最大场强和屏蔽罩表面最大场强作为目标函数,对屏蔽罩的结构参数进行优化设计。(4)在盆式绝缘子的设计过程中,针对在盆式绝缘子上安装外法兰对其电场强度有无影响的质疑,进行建模分析计算;同时,对盆式绝缘子内法兰与树脂间气隙进行建模计算,从而得到优化设计。