[發明專利]一種動態確定高壓電纜暫態熱路中絕緣最佳分層數的方法在審

申請號：	201810084637.1	申請日：	2018-01-29
公開（公告）號：	CN108388700A	公開（公告）日：	2018-08-10
發明（設計）人：	劉剛;韓卓展	申請（專利權）人：	華南理工大學
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50;G01R31/00
代理公司：	廣州市華學知識產權代理有限公司 44245	代理人：	李斌
地址：	510640 廣***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	分層暫態熱路高壓電纜變化率絕緣層動態確定數學模型絕緣電纜本體計算程序模型參數實時修正重要基礎導體下導體載流量求解構建電纜重復優化
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【權利要求書】：

1.一種動態確定高壓電纜暫態熱路中絕緣最佳分層數的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選擇所需高壓電纜，確定其尺寸及各層材料物性參數；

S2、構建電纜本體暫態熱路模型及對應的數學模型，該步驟具體為：

S201、構建電纜本體暫態熱路模型；

S202、構建熱路模型對應的數學模型；

S3、確定暫態熱路模型中各參數，該步驟具體為：

S301、時不變參數的確定；

S302、時變參數的確定；

S4、根據步驟S2中的數學模型，采用MATLAB編輯計算程序；

S5、導入各模型參數，利用循環語句，計算某一時刻不同分層數下導體的溫度值，求解導體溫度隨分層數的變化率，當變化率達到設定的變化率下限，此時分層數為最佳分層數；

S6、以S5中計算結果為基礎，并重復S5中的步驟，確定下一時刻的絕緣層最佳分層數；

S7、重復S5、S6，即可得到高壓電纜暫態熱路中絕緣層實時最佳分層數。

2.根據權利要求1所述的動態確定高壓電纜暫態熱路中絕緣最佳分層數的方法，其特征在于，步驟S1中：根據計算需要，選擇對象型號的高壓電纜作為計算原型，確定相關電纜各層結構的參數包括：尺寸數據、材料特性、導熱率、比熱容、電阻率。

3.根據權利要求1所述的動態確定高壓電纜暫態熱路中絕緣最佳分層數的方法，其特征在于，所述步驟S201具體為：

根據電纜線路和各層材料的特點，構建暫態熱路模型基于以下假設：1)相對電纜半徑，電纜線路長度無限大，對于長直電纜段，忽略其軸向傳熱；2)在一般敷設條件特別是實驗條件下，電纜外部環境均勻，電纜各層材料各向同性，并且中心對稱；3)各層材料的熱容熱阻不隨時間空間而變化；4)內外屏蔽層很薄且熱參數與絕緣層相似，因此三者合并同一層處理，5)相對導體損耗而言，介質損耗忽略不計，單端接地情況下忽略護套損耗；

基于以上假設，電纜本體熱路簡化成沿著徑向的一維熱路模型，同時絕緣層采用等厚度分層處理，電纜熱路模型為分布參數暫態熱路模型；設置：P表示電纜導體損耗；n-3表示絕緣層分層數；T₁表示電纜導體溫度；T₂—T_n-3表示電纜絕緣層，含內、外屏蔽各分層溫度；T_n-2表示繞包帶溫度；T_n-1表示氣隙層溫度；T_n表示鋁護套溫度；T_o表示電纜表皮溫度；C₁'表示電纜導體熱容；C₁”、C₂—C_n-3表示電纜絕緣層，含內、外屏蔽層各分層熱容；C_n-2表示繞包層熱容；C_n-1表示氣隙層熱容；C_n'表示鋁護套熱容；C_n”表示外護套熱容；R₁—R_n-3表示電纜絕緣層，含內、外屏蔽各分層熱阻；R_n-2表示繞包層熱阻；R_n-1表示氣隙層熱阻；R_n表示外護套熱阻。