[發明專利]一種高壓直流海纜試驗中放電電阻溫度的計算方法

有效

• 申請號: 202011350138.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112461386B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 曹京滎;陳杰;陶風波;劉建軍;張量;胡麗斌;李陳瑩;張偉
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力試驗研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G01K3/04
• 分類號: G01K3/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

1.一種高壓直流海纜試驗中放電電阻溫度的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：結合海底電纜容量、電壓等級、放電電阻確定放電電阻的電流參量；

S2：根據放電電阻的結構，將放電電阻通流熱效應功率對時間積分計算得到單位長度放電電阻的測產熱公式，根據測產熱公式獲取到單位長度每支放電電阻的產熱；

S3：利用對流、輻射原理，計算單位長度放電電阻散熱功率；

S4：利用能量守恒定律，以放電起始時刻為0時刻，取某一時間Δt對時間進行迭代計算，計算每Δt時間單位長度電阻單位內產熱、散熱、吸熱量，計算得到每Δt時間放電電阻的溫度增量；

S5：記錄首次改變總放電電阻值后，持續承受放電電流的單位長度放電電阻的首次出現負溫度增量的時間，根據該時間得到溫度出現的高峰時間及其對應的溫度值，其中最大的溫度值為試驗出現的最大溫度；

所述步驟S4中溫度增量的具體計算過程為：

第1個Δt：放電電阻在Δt1內產熱/0.5*對流散熱功率溫度導函數*Δt1+0.5*輻射散熱功率在初始溫度T0導函數值*Δt1+比熱容*單位長度放電電阻質量，計算得到放電電阻溫度增量ΔT1，放電電阻溫度T1＝初始溫度T0+ΔT1；

第2個Δt：放電電阻在Δt2內產熱-放電電阻T1溫度下Δt2內散熱/0.5*對流散熱功率溫度導函數*Δt2+0.5*輻射散熱功率在T1溫度導函值*Δt2+比熱容*單位長度放電電阻質量，計算得到放電電阻溫度增量ΔT2，放電電阻溫度T2＝T0+ΔT1+ΔT2；

……

第N個Δt：放電電阻在ΔtN內產熱-放電電阻T(N-1)溫度下ΔtN內散熱/0.5*對流散熱功率溫度導函數*ΔtN+0.5*輻射散熱功率在TN溫度導函值*ΔtN+比熱容*單位長度放電電阻質量，計算得到放電電阻溫度增量ΔTN，放電電阻溫度T(N+1)＝T0+ΔT1+ΔT1+……+ΔT(N-1)+ΔTN；

第N+1個Δt：放電電阻Δt(N+1)內產熱-放電電阻TN溫度下Δt(N+1)內散熱/0.5*對流散熱功率溫度導函數*Δt(N+1)+0.5*輻射散熱功率在TN溫度導函值*Δt(N+1)+比熱容*單位長度放電電阻質量，計算得到放電電阻溫度增量ΔT(N+1)、放電電阻溫度T(N+1)＝T0+ΔT1+ΔT1+……+ΔTN+ΔT(N+1)。

2.根據權利要求1所述的一種高壓直流海纜試驗中放電電阻溫度的計算方法，其特征在于：所述步驟S1中通過電流函數確定放電電阻的電流參量；

所述電流函數為I＝U/R*EXP[-1/(R*C)]；

每支放電電阻放電電流為：I＝U/(R*P)*EXP[-1/(R*C)]；

其中，U為高壓直流電纜初始電壓；R為放電電阻總的電阻；P為放電電阻并聯數。

3.根據權利要求1所述的一種高壓直流海纜試驗中放電電阻溫度的計算方法，其特征在于：所述步驟S2中單位長度放電電阻的測產熱公式為：

∫R2*U0^2/(R^2*P^2)*EXP[-1/(RC)]dt＝R2*C*U0^2/(R*P^2)*{1-EXP[-2*t/(R*C)]}。

4.根據權利要求1所述的一種高壓直流海纜試驗中放電電阻溫度的計算方法，其特征在于：所述步驟S3中單位長度放電電阻散熱功率的計算方法為：分別獲取到對流散熱功率、輻射散熱功率以及吸熱能量，

對流散熱功率：W1＝h*A*(T-T0)；

輻射散熱功率：W2＝4*ε*σ*(T^4-T0^4)；

其中，T為當前溫度；

根據焦耳定律，吸熱能量為：

W3＝θ*m*(T-T0)；

所以單位長度放電電阻散熱功率為對流散熱功率+輻射散熱功率，即W1+W2。