[发明专利]基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及涡流损耗领域，尤其涉及一种基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法，主要适用于提高效率与准确性。

背景技术

在交流大电流作用下，电缆支架的导磁性会对电缆周围的磁场产生不可忽视的影响，长期电缆运行经验表明，普通钢支架涡流损耗不能忽略。因此，对钢制支架涡流损耗进行研究，有利于合理选择电缆布置方式和电缆支架材料，减少损耗，提高电缆运行水平。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的效率低、准确性低的缺陷与问题，提供一种效率高、准确性高的基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法，该方法包括以下步骤：

a、设计影响因素水平表，并根据水平数和影响因素数计算生成正交试验表；

b、根据正交试验表进行仿真计算，得到各组仿真试验中电缆支架上的涡流损耗值；

c、在正交试验表中添加仿真结果，根据该仿真结果分别求出每个影响因素各水平的均值与极差，并绘制效应曲线图；

d、根据效应曲线图得到各种影响因素对电缆支架涡流损耗的主次顺序，并通过正交试验分析得到降低电缆支架涡流损耗的最优方案。

步骤a中，所述正交试验表通过公式L_n(q^p)计算生成，其中，n表示行数，p表示列数，q表示水平数，行数n、列数p、水平数q相互间关系如下：

n＝q^k，k＝2，3，4…，p＝(n-1)/(q-1)。

步骤a中，所述影响因素是指影响电缆支架涡流损耗的因素，其包括电缆与支架表面的距离、三相电缆的排列方式、电缆支架材料的相对磁导率、电缆支架材料的电阻率；所述正交试验表中列数p取4。

步骤a中，所述正交试验表中水平数q取3，k取3；

所述电缆与支架表面的距离分别设置为20mm、30mm、40mm；

所述三相电缆的排列方式分别设置为品字放置于中相、水平放置于中相、竖直放置于中相；

所述电缆支架材料的相对磁导率分别设置为200、300、400；

所述电缆支架材料的电阻率分别设置为1×10^-7Ω·m，2×10^-7Ω·m，3×10^-7Ω·m。

步骤b中，先通过正交试验表得到多组试验数据，再根据各组试验数据，利用有限元软件建立多种电缆支架输电线路模型，然后计算各种电缆支架输电线路模型中电缆支架上的涡流损耗值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法基于数学分析和仿真，能够在大量减少试验次数的情况下得到准确的试验结果，节省了计算时间和大规模的数据处理，提高了降低电缆支架涡流损耗优化的效率和准确性。

附图说明

图1是本发明基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法的流程图。

图2是本发明中电缆品字形放置于中相的结构示意图。

图3是本发明中电缆水平放置于中相的结构示意图。

图4是本发明中电缆竖直放置于中相的结构示意图。

图5是本发明中电缆与电缆支架之间的位置关系示意图。

图6是本发明中效应曲线图。

图中：电缆支架1、电缆2。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，一种基于正交试验设计的降低电缆支架涡流损耗的优化方法，该方法包括以下步骤：

a、设计影响因素水平表，并根据水平数和影响因素数计算生成正交试验表；

b、根据正交试验表进行仿真计算，得到各组仿真试验中电缆支架上的涡流损耗值；

c、在正交试验表中添加仿真结果，根据该仿真结果分别求出每个影响因素各水平的均值与极差，并绘制效应曲线图；

d、根据效应曲线图得到各种影响因素对电缆支架涡流损耗的主次顺序，并通过正交试验分析得到降低电缆支架涡流损耗的最优方案。

步骤a中，所述正交试验表通过公式L_n(q^p)计算生成，其中，n表示行数，p表示列数，q表示水平数，行数n、列数p、水平数q相互间关系如下：