[发明专利]一种电缆系统稳态等值热路的热阻参数优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆参数优化技术领域，更具体地，涉及一种电缆系统稳态等值热路的热阻参数优化方法。

背景技术

载流量是电力电缆的一项重要参数，它指的是绝缘层所承受的长期工作温度不超过额定值所对应的最大工作电流。载流量大小由绝缘材料的耐受温度及敷设条件决定，其中敷设条件包括敷设方式以及环境温度等。在电力传输时电缆线路的最大工作电流不能大于电缆的载流量，否则将对电缆寿命造成影响。进一步，实际负荷电流的大小影响着电缆绝缘层的温度，负荷电流越大，绝缘层温度越高；反之，绝缘层温度越低。当负荷电流长期大于载流量时，将会加速绝缘材质的老化，缩短电缆的使用寿命。但是导体工作温度达不到额定值时，电缆截面则得不到充分利用，造成资源的浪费。所以在保证电缆绝缘不受损坏的提前下，应当利用现有的条件对排管敷设配电电缆的载流量进行计算，以充分发挥电缆的载流能力，保证电力电缆在寿命周期内安全、可靠、稳定运行。

目前，广泛应用于计算电缆载流量的方法为基于热路模型的解析法。根据IEC标准中载流量的计算公式可知，电缆埋深、环境温度、管道周围媒质热阻系数等都会对载流量造成影响，不同类型的载流量与它们之间的关系也有差别。由此可见，优化电缆热阻参数可以提高电缆载流量计算精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆系统稳态等值热路的热阻参数优化方法，利用试验数据和载流量计算公式，同时结合粒子群优化算法，得到优化后的电缆系统稳态等值热路的热阻参数，进而提高载流量的计算精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电缆系统稳态等值热路的热阻参数优化方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1：进行排管敷设三芯电缆持续性负荷单回路载流量试验，当电缆导体温度达到稳定时，记录此时的电缆导体温度值、电缆外皮温度值以及电缆导体所施加的电流值；

步骤2：根据三芯电缆结构，基于传热学原理，搭建电缆系统的稳态等值热路，并根据等值热路推导持续性负荷载流量的计算公式；

步骤3：利用步骤1得到的试验结果和步骤2得到的持续性负荷载流量计算公式，结合粒子群优化算法对电缆热阻参数进行优化，得到优化后的电缆热阻参数。

进一步的，所述的步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：首先根据现场实际情况预先估算持续性负荷载流量，并根据预估的持续性负荷载流量给电缆加载试验电流；

步骤1.2：在步骤1.1所述的试验过程中，根据监测的电缆导体温度值，适当调整试验电流，以期电缆导体的温度达到90℃；

步骤1.3：当试验电缆导体温度达到90℃(可允许在89-91℃之间)时，稳定一段时间，记录稳定时电缆导体温度、电缆外皮温度和电缆导体所施加的电流，最后停止试验。

进一步的，所述步骤2包含如下子步骤：

步骤2.1：根据三芯电缆结构，基于传热学原理，搭建电缆系统的稳态等值热路；

步骤2.2：根据步骤2.1搭建的稳态等值热路，推导电缆系统持续性负荷载流量的计算公式。

进一步的，所述步骤3包含如下子步骤：

步骤3.1：初始化粒子群，即为每一组热阻赋以初值；根据持续性负荷载流量计算公式定义粒子群的适应度函数，计算各粒子的适应度；

步骤3.2：确定局部极值和全局极值；首先比较每一个粒子当前的适应度与先前的最佳适应度，则每个粒子当前的局部极值取二者中的较小值；在确定全局极值时，取所有粒子当前适应度中最小的一个；

步骤3.3：进行迭代计算，每次迭代中，利用步骤3.2得到的局部极值和全局极值，分别更新粒子的速度和位置；

步骤3.4：当算法满足误差精度或达到最大迭代次数时，退出粒子群优化算法。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

本发明使用现场试验数据以及持续性负荷载流量计算公式定义粒子群优化算法的适应度函数，简单可行。

本发明相比于目前使用的电缆参数计算方法，能够得到更准确的电缆参数，进而提高电缆载流量的计算精度。

附图说明

图1为电缆系统的稳态等值热路。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。