(19)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 202211160378.9 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区新 街口 街道四牌楼 2号 (72)发明人 何嘉弘　周怡君　高丙团　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 沈利芳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于并行马尔科夫链的电缆接头电树 预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于并行马尔科夫链的 电缆接头电树预测方法， 属于电树预测领域。 一 种基于并行马尔科夫链的电缆接头电树预测方 法， 包括以下步骤： 建立电缆接头模型； 规定电缆 参数； 计算配网电缆接头交联聚乙烯与硅橡胶材 料中的电场及热场的数值分布； 根据电场强度大 小判断交联聚乙烯内部电树发展条件； 根据各个 方向的电场强度以及并行马尔科夫链理论计算 电树分叉概率密度函数， 揭示电树分叉机理， 计 算分叉电树电导率； 以电树能量为判据研究电树 发展或停止的具体过程； 通过迭代计算， 模拟电 树在交联聚乙烯材料中发展的随机过程， 形成电 树分布， 多次重复该过程可推断电树分布的特 征， 得到电树分叉机理与电树最终形状的关联性 规律。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115455715 A 2022.12.09 CN 115455715 A 1.一种基于并行马尔科 夫链的电缆接 头电树预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 建立电缆接 头模型； S2： 规定电缆 参数； S3： 计算电缆接 头交联聚乙烯与硅 橡胶材料中的电场及热场的数值分布； S4： 根据电场强度大小判断交联聚乙烯内部电树发展条件； S5： 根据各个方向的 电场强度以及并行马尔科夫链理论计算电树分叉概率密度函数， 揭示电树分叉机理， 计算分叉电树电导 率； S6： 以电树能量 为判据研究电树发展或停止的具体过程； S7： 通过迭代计算， 模拟电树在交联聚乙烯材料中发展的随机过程， 形成电树分布， 多 次重复该 过程推断电树分布的特 征， 得到电树分叉机理与电树 最终形状的关联性 规律。 2.根据权利要求1所述的基于并行马尔科夫链的电缆接头电树预测方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 配网电缆接 头交联聚乙烯与硅 橡胶材料中的电场计算方法包括以下步骤： 计算电势， 电势分布符合泊松方程： 式中， 为电势； 电场强度E可由电势φ求得： 式中， 和 是沿X、 Y和Z轴正方向的单位向量。 3.根据权利要求1所述的基于并行马尔科夫链的电缆接头电树预测方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 配网电缆接 头交联聚乙烯与硅 橡胶材料中的热场计算方法包括以下步骤： 式中， T为该点所在位置的热力学温度， t为时间， ρ、 c和 λ分别为该点所在材料的密度、 比热容和导热系数， Φ是场域内的热源。 4.根据权利要求1所述的基于并行马尔科 夫链的电缆接 头电树预测方法， 其特 征在于， 绝缘体材料和电树界面上的传热系数α 计算如下： 传导和对流引起的传热能量计算如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455715 A 2式中， Wheat是传热能量， T(t)是电树的温度， Ti分别是空气温度和绝缘材料， α 是绝缘材 料的导热性， S(li,t)是作为时间和电树长度的函数的传热区， li代表电树的长度， t0是从传 热启动到计算时刻的时间。 5.根据权利要求1所述的基于并行马尔科夫链的电缆接头电树预测方法， 其特征在于， 所述步骤S5中， 所述电树分叉概 率密度由下式计算： 式中， n是电树可能发展方向 的个数， P(i)是电树向第i个方向发展的概率， Ei是沿第i个 方向的电场强度大小， Ec是空气的击穿场强， M是当前电树位置， WM是电树多叉能量临界值， Wc是电树多叉能量临界值； τ(x)是一个阶跃函数： 树发展的过程中， 能量平衡的表达式是： α C0π εE2+FdΔ＝gdL+gsdL      (8) 式中： E代表局部的电场强度； ε代表介电常数， 那么Ge≡π εE2就可以用来表示空洞以单 位长度增 大时所释放 的能量， αC0表示局部电场激活区的体积， α与材料的种类有关； F代表 施加的力； Δ表示位移； L代表电树通道的长度； g表示电树向前发展单位长度时， 克服的表 面能和材料形变所需的能量； gs代表电树向前发展单位长度时， 存储在潜在损坏区内的能 量的耗散的能量。 6.根据权利要求1所述的基于并行马尔科 夫链的电缆接 头电树预测方法， 其特 征在于， 电树发展的驱动力由VdQ+FdΔ提供， 用gtc表示， 当gtc<g+gs时， 电树不能向前发展， 反之 可以继续 生长； 所述电树分叉概 率密度可由下式计算： 式中， n是电树可能发展方向 的个数， P(i)是电树向第i个方向发展的概率， Ei是沿第i个 方向的电场强度大小， Ec是空气的击穿场强， M是当前电树位置； WM是电树多叉能量临界值， Wc是电树多叉能量临界值。 7.一种计算机可读的存储介质， 存储有指令， 所述指令被执行时， 能够实现权利要求1 ～6任一所述的电树预测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455715 A 3