[發明專利]基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法

有效

• 申請號: 202110242346.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112883618B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 錢健;王健;張明龍;舒勝文;羅翔;高源;李衍川;張振宇;張延輝;陳偉銘;朱淑娟;陳秉熙;謝蕓
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/16
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：確定防爆盒主體結構參數；

步驟S2：選取防爆盒的待優化結構變量集；

步驟S3：以爆心環面形變量為目標，采用響應曲面分析法設計響應面實驗表；

步驟S4：采用有限元軟件進行建模仿真，開展參數影響分析，確立對目標有顯著影響的參數作為最終的待優化結構變量；

步驟S5：確立優化目標的各目標的權重系數，構建最終的評價函數；

步驟S6：采用響應曲面分析法對步驟S4確立的最終的待優化結構變量進行實驗設計，依次代入有限元軟件中進行建模仿真，并對仿真結果進行歸一化處理；

步驟S7：通過回歸分析得到評價函數關于待優化結構變量的響應曲面，曲面響應最小值即對應最優結構變量，獲得優化后的10kV電纜中間接頭防爆盒結構；

步驟S5中：

所述優化目標為：爆心環面形變量峰值f₁(x)、封頭中心應力峰值f₂(x)、防爆盒質量f₃(x)，權重系數分別為ω₁、ω₂、ω₃，且滿足ω₁+ω₂+ω₃＝1，評價函數為：

f(x)＝ω₁f₁(x)²+ω₂f₂(x)²+ω₃f₃(x)²(1)；

步驟S6中：

所述對仿真結果進行歸一化處理的方法為：選擇某一內徑和殼厚防爆盒爆心環面形變量峰值f₁₀、封頭中心應力峰值f₂₀的仿真結果和防爆盒自重f₃₀為基準數據組，進行歸一化的數學公式為：

2.根據權利要求1所述的基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于，還包括步驟S8：將優化后的10kV電纜中間接頭防爆盒結構重新代入有限元軟件中進行建模仿真，驗證優化結果。

3.根據權利要求1所述的基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于：步驟S1中，所述防爆盒主體結構參數包括：防爆盒材質、總長度，主體結構直徑和端頭長度。

4.根據權利要求3所述的基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于：步驟S2中，所述防爆盒的待優化結構變量集為{x}，具體包括：端頭直徑A、殼體厚度B、泄壓孔直徑C和泄壓孔距離D。

5.根據權利要求4所述的基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于：步驟S3和步驟S6中，所述響應曲面分析法為Box-Behnken Design算法。

6.根據權利要求5所述的基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于：步驟S4中，所述有限元軟件為顯式動力分析軟件LS-DYNA。

7.根據權利要求1所述的基于響應曲面法的10kV電纜中間接頭防爆盒優化方法，其特征在于：步驟S7中，所述回歸分析采用SAS軟件完成。