[發明專利]基于熱力學的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法及相關裝置

有效

• 申請號: 202010697525.0
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111666729B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王婷婷;羅兵;賈磊
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 沈闖

本申請公開了基于熱力學的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法及相關裝置，方法包括：獲取預置模擬高溫穩定狀態下硅橡膠板自然冷卻過程中的第一平板表面溫度數據；根據第一平板表面溫度數據擬合得到的冷卻曲線計算預置對流換熱系數；采集預置模擬高溫穩定狀態下預置時間內的第二平板表面溫度數據；根據第二平板表面溫度數據計算預置模擬高溫穩定狀態下的預置空氣對流指數；基于預置熱學理論，根據預置對流換熱系數和預置空氣對流指數構建預置熱路模型；根據預置熱路模型計算實際絕緣子硅橡膠護套的目標表面穩態溫度。解決了現有技術沒有考慮在放電過程的絕緣子硅橡膠護套溫度變化情況，忽略了絕緣子硅橡膠護套的因高溫帶來的不良影響的技術問題。

技術領域

本申請涉及絕緣子硅橡膠護套故障檢測技術領域，尤其涉及基于熱力學的絕緣子硅橡膠表面溫度計算方法及相關裝置。

背景技術

絕緣子是電力系統中用量最多的元件。帶有硅橡膠護套的復合絕緣子由于具有耐污性能強、重量輕、強度高、易安裝和無需測零等優點，在我國電力系統中得到了廣泛的應用。復合絕緣子在覆冰和重污穢等條件下的放電或閃絡事故時有發生，給電網安全運行帶來了極大地威脅，實現對硅橡膠復合絕緣子放電的監測對保障電網安全運行有重要意義。

目前的硅橡膠復核絕緣子放電產熱易造成硅橡膠護套表面溫度升高，從而使得絕緣子壽命縮短，而現有技術多是采用漏電檢測的方法實現對絕緣子故障的檢測，并沒有考慮到放電升溫后硅橡膠護套的溫度變化情況以及造成的不良影響。

發明內容

本申請提供了一種基于熱路模型的硅橡膠板溫度計算方法及相關裝置，用于解決現有技術中沒有考慮在放電升溫過程中的絕緣子硅橡膠護套溫度變化情況，忽略了絕緣子硅橡膠護套的因高溫帶來的不良影響的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種基于熱路模型的硅橡膠板溫度計算方法，包括：

在預置模擬高溫穩定狀態下，獲取硅橡膠板自然冷卻過程中的第一平板表面溫度數據；

根據所述第一平板表面溫度數據擬合得到的冷卻曲線計算預置對流換熱系數；

采集所述預置模擬高溫穩定狀態下預置時間內的第二平板表面溫度數據；

根據所述第二平板表面溫度數據計算所述預置模擬高溫穩定狀態下的預置空氣對流指數；

基于預置熱學理論，根據所述預置對流換熱系數和所述預置空氣對流指數構建預置熱路模型；

根據所述預置熱路模型計算實際絕緣子硅橡膠護套的目標表面穩態溫度。

優選地，所述在預置模擬高溫穩定狀態下，獲取硅橡膠板自然冷卻過程中的第一平板表面溫度數據，之前還包括：

采用預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置模擬高溫穩定狀態時，停止加熱。

優選地，所述根據所述第一平板表面溫度數據擬合得到的冷卻曲線計算預置對流換熱系數，包括：

將所述第一平板表面溫度數據擬合成所述冷卻曲線；

根據預置冷卻公式計算所述預置對流換熱系數，所述預置冷卻公式用于描述所述冷卻曲線，所述預置冷卻公式為：

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態溫度，θ為硅橡膠板硅橡膠板表面隨時間t變化的溫度，h為所述預置對流換熱系數，A為硅橡膠板通熱量穿過的區域面積大小，ρ為硅橡膠板密度，c為比熱容，V為熱量流過物體的體積。

優選地，所述基于預置熱學理論，根據所述預置對流換熱系數和所述預置空氣對流指數構建預置熱路模型，之后還包括：