高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法技术

基于本申请人提供的高压三相电缆非侵入式测温方法，以高压三相电缆的A相、B相和C相的缆芯作为发热源，建立以缆芯温度、电缆表皮温度、环境温度及材料热阻为参数的高压三相电缆传热学物理模型。本发明专利技术实施例提供高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法，用于对高压三相电缆传热学物理模型中的材料热阻系数进行标定，从而为高压三相电缆非侵入式测温方法提供实现的基础。从而可以通过获得通过检测电缆表皮和环境温度等容易检测的温度数据，就可以直接对每一路缆芯的缆芯温度进行计算，极大提高了检测的准确性。极大提高了检测的准确性。极大提高了检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法


[0001]本申请涉及电力
，具体地，涉及高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法。

技术介绍

[0002]对于高压三相电缆，从内到外一般包括位于中间的A相、B相,C相缆芯，绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层、填充物、包带、内护套、铠装和外护套，而每一相缆芯又包括有用于传输电能的导体，对导体进行屏蔽的导体屏蔽层以及对缆芯进行绝缘的导体绝缘层。
[0003]由于高压三相电缆的结构比较复杂，高压三相电缆的接头同样存在结构较复杂，难以直接检测缆芯温度的问题。因此，目前对高压三相电缆的温度检测基本都是直接对电缆表皮温度的检测，这导致检测不准，同时，由于有三根缆芯，单纯测量电缆表皮很难准确判断是哪一路缆芯出现了问题导致升温异常。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法，用于对本申请专利技术人提供的高压三相电缆非侵入式测温方法中构建的高压三相电缆传热学物理模型中的材料热阻系数进行标定，从而为高压三相电缆非侵入式测温方法提供实现的基础。可以通过获得通过检测电缆表皮和环境温度等容易检测的温度数据，就可以直接对每一路缆芯的缆芯温度进行计算，极大提高了检测的准确性。
[0005]本专利技术实施例提供的高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法，包括以下步骤：
[0006]S120.以高压三相电缆的A相、B相和C相的缆芯作为发热源，建立以缆芯温度、电缆表皮温度、环境温度及材料热阻为参数的高压三相电缆传热学物理模型；
[0007]S121.根据高压三相电缆参数，建立二维仿真模型图；
[0008]S122.对高压三相电缆缆芯添加相同负载，进行温度仿真计算，并统计电缆表皮测点温度和缆芯温度；
[0009]S123.针对高压三相电缆的A相、B相和C相，施加不同的负载作为变量条件，统计不同负载下的电缆表皮测点温度和缆芯温度；
[0010]S124.根据统计的电缆表皮测点温度和缆芯温度做标定计算，获得对流换热系数；
[0011]S125.根据所述对流换热系数，计算对流热阻阻值；
[0012]S126.根据所述对流热阻阻值以及所述传热学物理模型，计算材料热阻。
[0013]进一步地，所述材料热阻为复合材料热阻，所述复合材料为将高压三相电缆的缆芯至电缆表皮之间的外层结构简化为单层复合材料。
[0014]进一步地，所述步骤S120，具体为：
[0015]S1201.将高压三相电缆等效横切，分别计A相、B相和C相缆芯位置为X1、X2、X3；电缆表皮上距离X1最近的点为P1,电缆表皮上距离X2最近的点为P2,电缆表皮上距离X3最近的点
为P3；
[0016]S1202.将电缆表皮与环境温度之间的对流热阻等效为R0；X1至P1、X2至P2、X3至P3之间的材料热阻均等效为R1；X1至P2、X1至P3、X2至P1、X2至P3、X3至P1、X3至P2之间的材料热阻均等效为R2；
[0017]S1203.在P1、X2、P3点处分别测量电缆表皮温度，记为T
s1
、T
s2
、T
s3
；测量的环境温度记为T0；X1、X2、X3点的缆芯温度分别记为T
c1
、T
c2
、T
c3
；
[0018]S1204.对测点P1可得公式1：
[0019]对测点P2可得公式2：
[0020]对测点P3可得公式3：
[0021]进一步地，还包括步骤：
[0022]S1205.对公式1进行化简，得到公式4：(T
c1
‑
T
s1
)R0R2+(T
c2
‑
T
s1
)R0R1+(T
c3
‑
T
s1
)R0R1＝(T
s1
‑
T0)R1R2；
[0023]对公式2进行化简，得到公式5：T
c1
R0R2‑
T
s1
R0R2+T
c2
R0R1‑
T
s1
R0R1+T
c3
R0R1‑
T
s1
R0R1＝T
s1
R1R2‑
T0s1R2；
[0024]对公式3进行化简，得到公式6：R0R2T
c1
+R0R1T
c2
+R0R1T
c3
＝T
s1
(R1R2+R0R2+R0R1)
‑
T0R1R2。
[0025]进一步地，所述步骤S124，具体为：
[0026]根据公式7：计算换热系数，其中T
i
为不同负载下的电缆表皮测点温度，T0为环境温度，D为电缆直径，h
i
为换热系数，对各组计算所得换热系数值h
i
(i＝1,2,3,
…
,)取平均数h
iave
，所求为电缆对流换热系数h0＝h
iave
。
[0027]进一步地，所述步骤S125具体为：
[0028]根据公式计算热对流阻值R0：R0＝1/h0。
[0029]进一步地，所述步骤S126具体为：
[0030]根据获取的对流热阻值h0、统计的电缆表皮温度值T
i
、统计的缆芯温度值，分别代入公式4、公式5和公式6，计算得到热阻值R1、R2，得到材料热阻。
[0031]基于本申请人提供的高压三相电缆非侵入式测温方法，以高压三相电缆的A相、B相和C相的缆芯作为发热源，建立以缆芯温度、电缆表皮温度、环境温度及材料热阻为参数的高压三相电缆传热学物理模型。本专利技术实施例提供高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法，用于对高压三相电缆传热学物理模型中的材料热阻系数进行标定，从而为高压三相电缆非侵入式测温方法提供实现的基础。从而可以通过获得通过检测电缆表皮和环境温度等容易检测的温度数据，就可以直接对每一路缆芯的缆芯温度进行计算，极大提高了检测的准确性。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本
领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本申请实施例提供的取电模组结构示意图；
[0034]图2为本申请实施例提供的取电装置结构示意图；
[0035]图3为本申请实施例1中三相电缆电磁仿真模拟磁场分布示意图；
[0036]图4A、图4B为本申请实施例1中取电模组覆盖不同角度示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高压三相电缆传热学物理模型中材料热阻系数的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S120.以高压三相电缆的A相、B相和C相的缆芯作为发热源，建立以缆芯温度、电缆表皮温度、环境温度及材料热阻为参数的高压三相电缆传热学物理模型；S121.根据高压三相电缆参数，建立二维仿真模型图；S122.对高压三相电缆缆芯添加相同负载，进行温度仿真计算，并统计电缆表皮测点温度和缆芯温度；S123.针对高压三相电缆的A相、B相和C相，施加不同的负载作为变量条件，统计不同负载下的电缆表皮测点温度和缆芯温度；S124.根据统计的电缆表皮测点温度和缆芯温度做标定计算，获得对流换热系数；S125.根据所述对流换热系数，计算对流热阻阻值；S126.根据所述对流热阻阻值以及所述传热学物理模型，计算材料热阻。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料热阻为复合材料热阻，所述复合材料为将高压三相电缆的缆芯至电缆表皮之间的外层结构简化为单层复合材料。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S120，具体为：S1201.将高压三相电缆等效横切，分别计A相、B相和C相缆芯位置为X1、X2、X3；电缆表皮上距离X1最近的点为P1,电缆表皮上距离X2最近的点为P2,电缆表皮上距离X3最近的点为P3；S1202.将电缆表皮与环境温度之间的对流热阻等效为R0；X1至P1、X2至P2、X3至P3之间的材料热阻均等效为R1；X1至P2、X1至P3、X2至P1、X2至P3、X3至P1、X3至P2之间的材料热阻均等效为R2；S1203.在P1、X2、P3点处分别测量电缆表皮温度，记为T
s1
、T
s2
、T
s3
；测量的环境温度记为T0；X1、X2、X3点的缆芯温度分别记为T
c1
、T
c2
、T
c3
；S1204.对测点P1可得公式1：对测点P2可得公式2：对测点P3可得公式3：4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括步骤：S1205.对公式1进行化简，得到公式4：(T
c1

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，陈仁泽，田兵，王志明，徐振恒，韦杰，谭则杰，樊小鹏，李立浧，林跃欢，郭晨华，潘晨曦，宁松浩，
申请(专利权)人：权利要求书二页说明书一四页附图一三页，
类型：发明
国别省市：