(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 202210930853.X (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221000 江苏省徐州市泉山区中国矿 业大学文昌校区 (72)发明人 王路伽　包丁煜　马晓华　刘嘉伟　 张建文　 (74)专利代理 机构 北京中仟知识产权代理事务 所(普通合伙) 11825 专利代理师 冯程程 (51)Int.Cl. G01N 13/00(2006.01) G01N 17/00(2006.01) G01N 25/00(2006.01) G01N 27/00(2006.01)G01N 33/44(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种结合宏观与微观憎水性能评估硅橡胶 绝缘子老化状态方法 (57)摘要 本发明涉及一种复合绝缘子老化状态评估 方法。 其特点是， 通过大量分子动力学仿真建立 起数据库， 将复合绝缘子的宏观 性质和微观参数 联系起来， 实现了从憎水性能反映微观参数的变 化， 从而再评估其硬度性能的变化的 “宏观—微 观—宏观 ”的过程， 通过检测一个基本性质的劣 化程度来评估复合绝缘子其它性能劣化程度。 包 括如下步骤： (1)基于在线检测， 检测出憎水性的 劣化程度； (2)根据实际情况， 记录检测时的温 度、 电场强度、 湿度； (3)根据温度、 电场强度、 湿 度在微观仿真数据库中找到最佳匹配度的情况， 并得到硬度的变化情况； (4)根据憎水性和硬度 的变化情况， 总体 评估腕臂绝缘子的老化情况。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115326644 A 2022.11.11 CN 115326644 A 1.一种结合宏观与微观憎水性能评估硅 橡胶绝缘子老化状态方法， 其特 征在于， 包 含： 步骤1： 基于在线检测， 评估出憎水性的劣化 程度， 其子步骤如下： 1)根据所检测的腕臂绝 缘子的类型， 测出全新 绝缘子的静态接触角A0； 2)在线检测出绝 缘子目前的静态接触角A； 3)该绝缘子的憎水性劣化 程度为： 步骤2： 记录检测时的实际温度T2、 电场强度E2、 湿度H2； 步骤3： 根据记录的温度、 电场强度、 湿度在微观仿真数据库中找到最佳匹配度的案例， 并得到硬度的变化情况， 其子步骤如下： 1)建立微观仿真数据库， 其 步骤如下： (1)在Materials  Studio平台上搭建硅橡胶的模型， 确定初 始的Si‑CH3的数量以及Si ‑C 与Si‑O‑Si的数量比值， 记为 N0Si‑CH3、 N0Si‑C/Si‑O‑Si， 并将模型导入Lam mps软件中； (2)将温度T1设置在区间[273K,1000K]内， 最小间隔为10K； 电场强度E1设置在区间[0, 30kV/cm]， 最小间隔为0.1kV/ cm； 湿度H1设置在区间[1％,90％]内， 最小间隔为1％； (3)将上述各条件参数在区间内按照最小间隔取不同的值并随机组合在一起， 每种组 合模拟100次， 模拟时间均为30ps， 统计Si ‑CH3的数量随时间变 化情况， 其中Si ‑CH3的数量是 对100组仿真数据取平均值的结果； 2)在微观数据库中找到与检测时条件最匹配的案例， 其方法如下： 按如下公式计算， K越接 近0匹配度越高： (2)式中， x1i、 x2i分别是向量X1、 X2中第i个元素； X1是数据库中的条件向量， X2为检测时 的条件向量； 定义X1＝[T1， E1， H1]T， X2＝[T2， E2， H2]T； 3)求得硬度的劣化 程度， 设为 IB， 按照下式计算： (3)、 (4)式中， NSi‑C/Si‑O‑Si表示的是t时刻仿真模型中Si ‑C与Si‑O‑Si数量的比值， 同理 NSi‑O‑Si/Si‑C表示的是t时刻仿真模型中Si ‑O‑Si与Si‑C数量的比值； (3)式中α、 β 、 γ分别是温 度、 电场强度、 湿度的权重， α ＝0.632， β ＝0.214， γ＝0.154； T、 E、 H表征归一化处理后的温 度、 电场强度、 湿度： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115326644 A 2(5)、 (6)、 (7)式中， T0为298K， E0为0.2kV/cm， H0为20％； (3)式中t为仿真模拟的时间， 获 取方式如下： 根据步骤1的子步骤3)求得的憎水性劣化程度， 以及下式可求得t时刻绝缘子微观模型 中的Si‑CH3的数量： (8)、 (9)式中， N0Si‑CH3为Si‑CH3的初始数量， NSi‑CH3是t时刻的Si ‑CH3的数量； 根据Si ‑CH3 的数量以及 在步骤3的子步骤1)中的(3)统计的Si ‑CH3与时间的变化情况， 可求得t； 步骤4： 根据绝 缘子憎水性和硬度的劣化 程度， 综合评估绝 缘子的老化情况， 方法如下： 当IA、 IB均大于等于50％时， 则绝缘子处于良性可用阶段； 当有且只有一个的值小于 50％， 则绝缘子处于 老化严重应及时更换或维修； 当两者均小于35％时， 则应立即更换绝缘 子。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115326644 A 3