在高壓電器設備的絕緣設計和分析中，數值計算是不可缺少的重要環節：絕緣設計分祈的大部分工作是以電場數值計算為基礎而展開具體研究工作。常用電場數值計算方法有邊界分割法和場域分割法。場域分割法包括差分法和有限元法等。邊界分割法包括模擬電荷法和表面電荷法等，其中模擬電荷法具有獨特的優勢，被廣泛用于電場數值計算中。本文在分析不同數值計算方法應用特點的基礎上，進行了基于模擬電荷法的電器電場數值求解應用研究。 傳統模擬電荷法在應用中，電算前期工作量大，模擬電荷與輪廓點的布置存在人為因素。針對這一不足，在對傳統模擬電荷法研究分析的基礎上，提出了改進特征模擬電荷法。根據電器電極結構幾何特征，建立輪廓點、模擬點之間的配置關系，采用較少的模擬電荷，滿足工程計算精度要求。 以自然選擇和遺傳理論為基礎，將生物進化過程中適者生存規則與群體內部染色體的隨機信息交換機制相結合的遺傳算法用于改進模擬電荷法電場數值中。在具體應用中，輪廓點與檢驗點仍按照傳統方法配置，而模擬電荷的位置則由遺傳算法隨機生成，擺脫傳統模擬電荷位置調置的人為干預。實例應用表明，所提出的改進優化模擬電荷法可將檢驗點的誤差縮小到傳統方法的十分之一，且滿足工程計算的精度要求，大大減小了模擬電荷法應用中的前期工作量。 為驗證改進優化模擬電荷法的可行性和有效性，以球板電極為例，進行電場數值求解，并與傳統模擬電荷法求解進行對比分析。此外，以真空滅弧室為研究對象，采用改進模擬電荷法對滅弧室電場進行數值求解，求解結果證明了此改進優化模擬電荷法可用于開關電器無界場域的較高精度電場數值求解與絕緣分析設計中。
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