在高压电器设备的绝缘设计和分析中，数值计算是不可缺少的重要环节：绝缘设计分祈的大部分工作是以电场数值计算为基础而展开具体研究工作。常用电场数值计算方法有边界分割法和场域分割法。场域分割法包括差分法和有限元法等。边界分割法包括模拟电荷法和表面电荷法等，其中模拟电荷法具有独特的优势，被广泛用于电场数值计算中。本文在分析不同数值计算方法应用特点的基础上，进行了基于模拟电荷法的电器电场数值求解应用研究。 传统模拟电荷法在应用中，电算前期工作量大，模拟电荷与轮廓点的布置存在人为因素。针对这一不足，在对传统模拟电荷法研究分析的基础上，提出了改进特征模拟电荷法。根据电器电极结构几何特征，建立轮廓点、模拟点之间的配置关系，采用较少的模拟电荷，满足工程计算精度要求。 以自然选择和遗传理论为基础，将生物进化过程中适者生存规则与群体内部染色体的随机信息交换机制相结合的遗传算法用于改进模拟电荷法电场数值中。在具体应用中，轮廓点与检验点仍按照传统方法配置，而模拟电荷的位置则由遗传算法随机生成，摆脱传统模拟电荷位置调置的人为干预。实例应用表明，所提出的改进优化模拟电荷法可将检验点的误差缩小到传统方法的十分之一，且满足工程计算的精度要求，大大减小了模拟电荷法应用中的前期工作量。 为验证改进优化模拟电荷法的可行性和有效性，以球板电极为例，进行电场数值求解，并与传统模拟电荷法求解进行对比分析。此外，以真空灭弧室为研究对象，采用改进模拟电荷法对灭弧室电场进行数值求解，求解结果证明了此改进优化模拟电荷法可用于开关电器无界场域的较高精度电场数值求解与绝缘分析设计中。
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