[发明专利]考虑非线性对流散热的沟槽两电缆间暂态温升获取方法

说明书

本发明涉及一种考虑非线性对流散热的沟槽两电缆间暂态温升获取方法，包括以下步骤：1)构建沟槽两电缆间暂态温升热路模型；2)采用有限元计算方法对两电缆间暂态温升热路模型的参数进行辨识；3)获取实际沟槽内两电缆的电流并根据参数辨识后的两电缆间暂态温升热路模型通过迭代计算得到在相互影响下两电缆间的暂态温升。与现有技术相比，本发明具有考虑非线性对流散热且不依赖表皮温度测量、适用于两根电缆的情况、可靠性高、时效性高、计算过程清晰明确等优点。

技术领域

本发明涉及电力电缆运行检测技术领域，尤其是涉及一种考虑非线性对流散热的沟槽两电缆间暂态温升获取方法。

背景技术

目前电缆进出变电站多采用沟槽方式，沟槽内部对流传热与辐射传热存在非线性，特别是对流散热缺乏明确的定量规律，因此沟槽电缆的发热问题相对复杂。

由于电力电缆运行的特殊性，一般不可能通过直接测量获得电缆线芯温度，特别是电缆群线芯实时的暂态温度，一般采用基于试验结果的工程公式法、数值算法或间接测量方法来掌握线芯温度，其中，经验公式法主要用于计算典型敷设的稳态温升，适用范围不足，沟槽内部散热涉及热力学与流体力学，其数值计算法在模拟实际多工况电缆温升时计算量大，计算时间长，无法及时获得温升变化，间接测量法首先要加装光纤测温或其他装置获取电缆表皮温度，进而推算线芯温度，可靠性与经济性较差。

因此，需要一种便捷快速的方法来获取沟槽电缆群的暂态温升，对现有电缆资源的充分利用、及电网规划建设等方面均具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑非线性对流散热的沟槽两电缆间暂态温升获取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑非线性对流散热的沟槽两电缆间暂态温升获取方法，包括以下步骤：

1)构建沟槽两电缆间暂态温升热路模型；

2)采用有限元计算方法对两电缆间暂态温升热路模型的参数进行辨识；

3)获取实际沟槽内两电缆的电流并根据参数辨识后的两电缆间暂态温升热路模型通过迭代计算得到两电缆间暂态温升。

所述的沟槽两电缆间暂态温升热路模型根据沟槽两电缆的型号、结构和布设方式构建，用以描述沟槽断面电缆间的热过渡过程。

所述的步骤1)中，沟槽两电缆间暂态温升热路模型由第一热阻R₁、第一热感L₁、第一根电缆的热载荷Q₁所在的第一支路、第一热容C₁所在的第二支路、第二热阻R₂与第二热容C₂所在的第三支路以及第二根电缆线芯对环境的综合热阻R₃所在的第四支路构成，所述的第一支路、第二支路、第三支路和第四支路的公共端均为沟槽环境温度，所述的第三支路和第四支路的另一端为第一根电缆发热影响第二根电缆的外皮温度，所述的第三支路和第四支路的另一端依次通过第一热阻R₁和第一热感L₁与第三支路和第四支路的另一端连接，所述的第三支路上第二热阻R₂与第二热容C₂之间为第一根电缆发热影响第二根电缆的线芯温度。

所述的步骤2)中，两电缆间暂态温升热路模型的参数包括固定参数和变参数，固定参数数值由沟槽两电缆的型号、结构和布设方式决定，包括第一热阻R₁、第一热感L₁、第一热容C₁、第二热阻R₂和第二热容C₂，变参数为第二根电缆线芯对环境的综合热阻R₃。