[發(fā)明專利]基于熱力學(xué)的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法及相關(guān)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010697525.0
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111666729B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王婷婷;羅兵;賈磊
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 沈闖

1.基于熱力學(xué)的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法，其特征在于，包括：

在預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下，獲取硅橡膠板自然冷卻過程中的第一平板表面溫度數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述第一平板表面溫度數(shù)據(jù)擬合得到的冷卻曲線計算預(yù)置對流換熱系數(shù)，所述預(yù)置對流換熱系數(shù)的計算過程為：

將所述第一平板表面溫度數(shù)據(jù)擬合成所述冷卻曲線；

根據(jù)預(yù)置冷卻公式計算所述預(yù)置對流換熱系數(shù)，所述預(yù)置冷卻公式用于描述所述冷卻曲線，所述預(yù)置冷卻公式為：

其中，θ₀、θ_∞分別為硅橡膠板冷卻過程的初始溫度和完成冷卻過程的穩(wěn)態(tài)溫度，θ為硅橡膠板硅橡膠板表面隨時間t變化的溫度，h為預(yù)置對流換熱系數(shù)，A為硅橡膠板通熱量穿過的區(qū)域面積大小，ρ為硅橡膠板密度，c為比熱容，V為熱量流過物體的體積；

采集所述預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下預(yù)置時間內(nèi)的第二平板表面溫度數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述第二平板表面溫度數(shù)據(jù)計算所述預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下的預(yù)置空氣對流指數(shù)；

基于預(yù)置熱學(xué)理論，根據(jù)所述預(yù)置對流換熱系數(shù)和所述預(yù)置空氣對流指數(shù)構(gòu)建預(yù)置熱路模型，所述預(yù)置熱路模型表達為：

其中，q為熱源的熱流量，θ_f為硅橡膠板上表面溫度、θ_in為硅橡膠板下表面溫度、θ_a為環(huán)境溫度，R_i為硅橡膠板熱阻，R_a為空氣等效熱阻，n為預(yù)置空氣對流指數(shù)；

根據(jù)所述預(yù)置熱路模型計算實際絕緣子硅橡膠護套的目標(biāo)表面穩(wěn)態(tài)溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力學(xué)的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法，其特征在于，所述在預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下，獲取硅橡膠板自然冷卻過程中的第一平板表面溫度數(shù)據(jù)，之前還包括：

采用預(yù)置電阻絲對硅橡膠板進行模擬加熱處理；

在硅橡膠板表面的溫度達到所述預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)時，停止加熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱力學(xué)的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法，其特征在于，所述基于預(yù)置熱學(xué)理論，根據(jù)所述預(yù)置對流換熱系數(shù)和所述預(yù)置空氣對流指數(shù)構(gòu)建預(yù)置熱路模型，之后還包括：

根據(jù)實際絕緣子硅橡膠護套的表面溫度測量值對所述預(yù)置熱路模型進行可行性校驗，得到校驗后的預(yù)置熱路模型。

4.基于熱力學(xué)的絕緣子硅橡膠表面溫度計算裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于在預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下，獲取硅橡膠板自然冷卻過程中的第一平板表面溫度數(shù)據(jù)；

第一計算模塊，用于根據(jù)所述第一平板表面溫度數(shù)據(jù)擬合得到的冷卻曲線計算預(yù)置對流換熱系數(shù)，所述第一計算模塊具體用于：

將所述第一平板表面溫度數(shù)據(jù)擬合成所述冷卻曲線；

根據(jù)預(yù)置冷卻公式計算所述預(yù)置對流換熱系數(shù)，所述預(yù)置冷卻公式用于描述所述冷卻曲線，所述預(yù)置冷卻公式為：

其中，θ₀、θ_∞分別為硅橡膠板冷卻過程的初始溫度和完成冷卻過程的穩(wěn)態(tài)溫度，θ為硅橡膠板硅橡膠板表面隨時間t變化的溫度，h為所述預(yù)置對流換熱系數(shù)，A為硅橡膠板通熱量穿過的區(qū)域面積大小，ρ為硅橡膠板密度，c為比熱容，V為熱量流過物體的體積；

采集模塊，用于采集所述預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下預(yù)置時間內(nèi)的第二平板表面溫度數(shù)據(jù)；

第二計算模塊，用于根據(jù)所述第二平板表面溫度數(shù)據(jù)計算所述預(yù)置模擬高溫穩(wěn)定狀態(tài)下的預(yù)置空氣對流指數(shù)；

構(gòu)建模塊，用于基于預(yù)置熱學(xué)理論，根據(jù)所述預(yù)置對流換熱系數(shù)和所述預(yù)置空氣對流指數(shù)構(gòu)建預(yù)置熱路模型，所述預(yù)置熱路模型表達為：

其中，q為熱源的熱流量，θ_f為硅橡膠板上表面溫度、θ_in為硅橡膠板下表面溫度、θ_a為環(huán)境溫度，R_i為硅橡膠板熱阻，R_a為空氣等效熱阻，n為預(yù)置空氣對流指數(shù)；

第三計算模塊，用于根據(jù)所述預(yù)置熱路模型計算實際絕緣子硅橡膠護套的目標(biāo)表面穩(wěn)態(tài)溫度。