[發明專利]電纜接頭電場分布的三維仿真模型的建模方法

有效

• 申請號: 201811147501.7
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109408901B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 趙炯;張彬彬;羅學淵;李浩;雷國強;孫建華
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司太原供電公司
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06T17/00
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

本發明提供了一種電纜接頭電場分布的三維仿真模型的建模方法，屬于電力信息技術領域，該建模方法包括以下步驟：步驟1：對35kV電纜接頭的尺寸模型，在電纜芯中施加35kV等級電壓的最大電動勢，按電場分布的第一類邊界條件分析；步驟2：分別建立電力接頭中各部件的三維仿真模型，最終形成電纜接頭的三維仿真模型；步驟3：將電纜接頭的三維仿真模型與二維平面電場模型和二維軸對稱模型對比分析，步驟4：根據三維仿真模型和二維軸對稱模型中空氣中的最大電場強度與實際測試結果比較，驗證三維仿真模型的準確性，該建模方法根據電纜接頭電場三維可視化場景，能夠直觀體現出電纜接頭電場分布，實現配網電纜接頭絕緣故障的準確評價。

技術領域

本發明涉及電力信息技術領域，尤其是涉及一種電纜接頭電場分布的三維仿真模型的建模方法。

背景技術

?隨著我國經濟進一步發展，城鎮化進程持續加速，加之聚乙烯材料交聯化工藝不斷成熟，交聯聚乙烯?(?簡稱?XLPE)?電力電纜憑借其優異的機械性能以及優質的絕緣特性，得到廣為認可，已在電力行業中大量使用，與此同時，與電力電纜配套的中間接頭也在大量使用。其原因在于電力電纜出廠時長度已為定值，在現場施工敷設時需要進行剪切，并用電纜接頭對電纜進行銜接，然而，從電力電纜開始使用至今，在電力供電系統中電力電纜接頭依然是線路中最薄弱的環節，經常發生配電網電纜接頭的絕緣擊穿和燒損事故，給人們的生產和生活造成了惡劣影響。因此，建立一種對電力電纜接頭電場分布三維仿真技術研究是非常有必要的。

公開號為CN?108037376?A的文獻提出一種配電網電纜接頭電場強度檢測裝置，包括電場強度傳感器、信號幅值調整模塊、差分放大濾波模塊、AD模塊，所述電場強度傳感器將采集到的電場強度信號傳送給所述信號幅值調整模塊進行信號幅值的調整，經過幅值調整后的信號經過所述差分放大濾波模塊后進行電平的抬升，最終通過所述AD模塊變換為數字信號后，通過天線輸出。雖然本文獻基于傳感器技術，檢測配電網中電纜接頭的電場強度，給電纜接頭的絕緣性能和故障預測提供判定依據，具有重大的實用意義，但該文獻未能對配電網電纜接頭進行三維建模。

公告號為CN?106199704?B的文獻公開了一種三維三分量海底電纜地震資料速度建模方法，包括以下步驟：對海底電纜地震資料的縱波地震道集和轉換波地震道集進行前期處理；進行縱波疊前時間偏移速度掃描，建立縱波速度模型；進行橫波疊前時間偏移速度掃描，建立橫波速度模型；建立縱橫波速度比模型并進行優化；對選定速度建?？刂凭€進行轉換波疊前時間偏移成像，得到控制線成像道集；對優化縱橫波速度比場進行百分比掃描偏移；根據三個準則從控制線成像道集中優選最佳百分比系數，形成最終優化系數體；將優化縱橫波速度比場乘以最終優化系數體，得到最終縱橫波速度比模型；使用縱波速度模型、橫波速度模型和最終縱橫波速度比模型對整個勘探工區的轉換波，但該文獻未能與二維模型進行比對，有待進一步提高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種電纜接頭電場分布的三維仿真模型的建模方法，研究電纜接頭電場仿真模擬模型，構建電纜接頭電場三維可視化場景，能夠直觀體現出電纜接頭電場分布，實現配網電纜接頭絕緣故障的準確評價。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種電纜接頭電場分布的三維仿真模型的建模方法，包括以下步驟：

步驟1：對35kV電纜接頭的尺寸模型，在電纜芯中施加35kV等級電壓的最大電動勢，按電場分布的第一類邊界條件分析；

步驟2：根據電纜接頭的結構圖，分別建立電力接頭中各部件的三維仿真模型，最終形成電纜接頭的三維仿真模型；

步驟3：建立電纜接頭二維平面電場和二維軸對稱分布模型，將電纜接頭的三維仿真模型與二維平面電場模型和二維軸對稱模型進行對比分析；

步驟4：根據上述對比分析，確定三維仿真模型的網絡剖分，根據三維仿真模型和二維軸對稱模型中空氣中的最大電場強度與實際測試結果進行比較，驗證三維仿真模型的準確性。