[发明专利]一种基于COMSOL的钢芯铝绞线缺陷研究方法

说明书

本发明公开了一种基于COMSOL的钢芯铝绞线缺陷研究方法，所述方法包括以下步骤：S1)采用COMSOL软件建立无缺陷条件下钢芯铝绞线的三维模型以及存在缺陷条件下钢芯铝绞线的三维模型，并求得对应的钢芯铝绞线的空间电场变化规律；S2)将存在缺陷条件下钢芯铝绞线的空间电场变化规律与无缺陷条件下钢芯铝绞线的空间电场变化规律进行比较，得出存在缺陷条件下的钢芯铝绞线的空间电场变化特征；S3)根据步骤S2中所述的存在缺陷条件下的钢芯铝绞线的空间电场变化特征，对待检测的钢芯铝绞线进行缺陷类型判断。本发明提供的基于COMSOL的钢芯铝绞线缺陷研究方法，能够为钢芯铝绞线的缺陷类型判断提供可靠依据。

技术领域

本发明涉及钢芯铝绞线缺陷研究技术领域，特别是涉及一种基于COMSOL的钢芯铝绞线缺陷研究方法。

背景技术

近年来，随着我国电力工业的高速发展，电力网络等级全面提升。电网等级由500kV超高压电网向1000kV特高压电网升级，使得电网的规模日益扩大，传输线路的架设距离也与日俱增。钢芯铝绞线作为传输线路的主要部分之一，其主要作用为连接电网和传输电能。钢芯铝绞线存在表面缺陷时，会引发局部场强畸变，可能导致电晕乃至放电，从而威胁线路的正常运行。传输线路的生产到运行，各个环节都会可能造成钢芯铝绞线表面缺陷，对传输线路的安全运行产生隐患。在生产时，由于生产工艺或者设备故障等原因，钢芯铝绞线可能会产生一些难以发现的质量问题，如表面擦伤、毛刺、松股、断裂、拱起等。在架设时，钢芯铝绞线在运输或者安装时可能会因为与其他硬物的挤压、摩擦、碰撞等原因，在钢芯铝绞线的表面形成毛刺或者擦伤，严重的情况下可能会使得钢芯铝绞线断裂。在运行时，由于架空输电线路使用的钢芯铝绞线并没有外绝缘层的保护，而是直接暴露在空气中，长期受到自然界中各种因素的影响。钢芯铝绞线表面会产生腐蚀，使得钢芯铝绞线的表面粗糙程度增加，形成毛刺；当遇到较强的影响因素时，如大风天气，钢芯铝绞线表面覆盖冰、雪等因素时，由于钢芯铝绞线是悬挂在两个杆塔之间，线路上的钢芯铝绞线会出现摆动现象，如果线路的摆动幅度较大，线路摆动产生的外力会拉扯钢芯铝绞线，使得钢芯铝绞线发生变形，当拉扯力量很大的情况下，会造成钢芯铝绞线断裂。因此，对钢芯铝绞线的缺陷进行检测具有重要意义，而在钢芯铝绞线的缺陷检测中，如何进行钢芯铝绞线的缺陷判断是电力传输领域的一大问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于COMSOL的钢芯铝绞线缺陷研究方法，利用COMSOL软件对钢芯铝绞线进行准确、科学的三维建模，对比分析缺陷条件下的钢芯铝绞线的空间电场变化特征，为钢芯铝绞线的缺陷类型判断提供可靠依据。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于COMSOL的钢芯铝绞线缺陷研究方法，所述方法包括以下步骤：

S1)采用COMSOL软件建立钢芯铝绞线的三维模型，并求得对应的钢芯铝绞线的空间电场变化规律，所述三维模型包括无缺陷条件下钢芯铝绞线的三维模型以及存在缺陷条件下钢芯铝绞线的三维模型；

S2)将存在缺陷条件下钢芯铝绞线的空间电场变化规律与无缺陷条件下钢芯铝绞线的空间电场变化规律进行比较，得出存在缺陷条件下的钢芯铝绞线的空间电场变化特征；

S3)根据步骤S2中所述的存在缺陷条件下的钢芯铝绞线的空间电场变化特征，对待检测的钢芯铝绞线进行缺陷类型判断。

其中，所述采用COMSOL软件建立钢芯铝绞线的三维模型，并求得对应的钢芯铝绞线的空间电场变化规律，具体包括以下步骤：

S101)采用COMSOL软件的几何模块建立钢芯铝绞线的1：1的三维模型；

S102)根据钢芯铝绞线的实际运行情况，为三维模型每个部分设置相应的材料；

S103)根据钢芯铝绞线的实际运行情况，结合仿真的边界条件给钢芯铝绞线的三维模型施加相应的电势；