基于Elman神经网络的高压电缆导体温度动态计算方法

导体温度作为运行电缆的关键状态参数,是影响电缆载流能力、绝缘性能的重要因素。针对传统方法难以克服电缆本身物性参数和外部环境变化影响的局限,构建了以电缆运行电流和电缆实时外表面温度为输入,以导体温度为输出的Elman神经网络模型,并引入粒子群算法优化网络的初始权值和阈值。最后,提出了具体的电缆导体温度动态计算方法,通过设计不同工况下电缆温升实验,进而验证了所提出方法的有效性。实验结果表明,所提方法的计算准确度可以不受电缆物性参数、负荷变化方式及外部环境变化的影响,有助于实现电缆导体温度的实时监测。     

高压电缆实时导体温度计算与载流量预测探究

电缆导体的实时温度是电缆是否达到载流量的判断依据。为了计算电缆的温度场,相关研究人员采用过数值分析、解析计算、试验和温度在线监测等方法。本文在构建电缆动态热路模型的基础上,结合敷设环境等条件,借助Matlab软件求得动态热路微分方程组的数值解,得到电缆温度场的实时分布情况,并预测出不同条件下电缆的可承受载流量。根据该方法也可以得到在施加阶跃电流作用下的电缆温度场的实时分布情况,并且可以计算出导体达到指定温度所需要的时间。分析结果表明,本文采用的方法不仅可以计算电缆的实时温度场和可承受载流量,还能够合理推算导体温升的时间,对相关工程实践有重要的参考意义。     

高压电缆导体动态温度分层计算法

针对当前采用传热学数值解法计算高压电缆导体动态温度(如有限差分法、有限元法、边界元法等)存在参数多、建模复杂等问题,提出采用分层法来细分热传导过程,并利用热传导方程推导出N元一次方程组进行近似求解。该方法计算过程简单,相关试验数据结果验证其适用于实际工程应用。     

电缆导体温度实时计算的数学方法

为准确实时计算运行中电力电缆线路导体温度以掌握电缆真实载流量,根据电缆等效热路与电路在数学形式上相同的特点,用电路中的节点电压法求解电缆热路问题并提出了解决上述问题的数学方法。研究证明,通过实测电缆外护套表面温度可算出实时电缆导体的温度。     

高压电缆温度在线监测系统中热点位置研究

基于光纤的分布式温度测量系统是一种利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场的技术。文章介绍了用于高压电缆表面温度测量的光纤测温系统,建立了高压电缆的热路模型,分析了不同位置表面温度对电缆线芯温度计算结果的影响,给出了不同排列方式下光纤安装位置的指导性意见。     

基于材料导热系数的单芯高压电缆导体温度动态分析

电缆导体温度是电缆安全运行的重要参数,基于110 kV交联聚乙烯单芯电缆的稳态等效热路,运用节点法从理论上推导了稳态下电缆导体温度与各层结构材料的导热系数的关系式,利用归一化灵敏度原理分析了导体温度对电缆各层结构材料的导热系数改变的灵敏程度,并设计了阶跃电流温升试验。理论推导和分析试验数据得到:稳态时,电缆导体温度对各层结构材料导热系数的灵敏度与材料的导热系数成反比;稳态时电缆导体温度计算值对气隙层、绝缘层导热系数灵敏,而对垫层、外护套导热系数不灵敏。由此可为实现电缆导体温度和载流量的准确计算,如何准确选取电缆的物性参数提供参考。     

应用于高压电缆的光纤分布式温度传感新技术

光纤分布式测温技术是一种利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术。它能对光纤沿线的温度场进行分布式的连续检测。本文介绍了该技术的测温原理,以及其在高压输电电缆内部温度监测方面的应用,并介绍了光纤安装方式对测温精度的影响。     

电缆导体温度及过负荷能力的研究

导体温度是反应电力电缆运行状态的重要参数,对于含有内置光纤的电力电缆,通过建立光纤到电缆导体的热路模型,推导出导体温度变化表达式,利用光纤所测得温度和实时负荷计算电缆导体的温度,并搭载了实验平台,实际测试电缆导体温度与电缆导体温度计算结果相比较。研究发现:本文提出的计算电缆导体温度的方法满足工程需要,误差来源于光纤测量系统、电缆自身热物性参数和土壤热阻系数,其中土壤热阻系数越大误差越大;实际运行中的电缆线路具有很大的裕度,对于2 200 mm~2和1 400 mm~2电力电缆而言,以60%额定载流量能持续运行8 h为基准,2 200 mm~2的电缆可以施加1.45倍的过负荷,1 400 mm~2电力电缆可以施加1.28倍的过负荷。     

高压电缆工程计算的软件实现

针对目前高压电缆的工程设计和运行载流量核定主要靠手工计算的现状 ,我们考虑将这个过程利用软件在计算机上来实现。本文主要介绍了该软件实现过程的设计思路 ,理论基础 ,计算方法等等 ,并给出了简单示例     

基于数据驱动模型的高压电缆缆芯温度预测研究

温度是判断电缆运行状态的重要物理量之一,但通常只能监测到电缆外护套温度,而无法直接获取缆芯温度.因此搭建隧道敷设110 kV电缆的温度场模型,融合电缆外护套实时监测的温度数据,通过优化、修正电缆的材料参数,使模型更加符合电缆的真实运行状态,得到电缆的温度分布情况.进一步分析介质损耗因数、介电常数以及XLP E的导热系数...     

不同热老化温度下高压电缆绝缘特性及失效机理

高压电缆的运行温度是影响其绝缘性能的关键因素。该文通过对交联聚乙烯（XLPE）开展不同温度下的加速热老化实验，对比了XLPE微观理化性能和宏观电学性能的变化规律。同时，在微观层面模拟了XLPE分子在不同温度下自由体积与均方位移的变化规律，在宏观层面结合XLPE的介电性能分析了高压电缆内部温度场的变化规律，进而揭示了高温下高压电缆的绝缘失效机理。研究结果表明，随着老化温度的升高，XLPE分子的劣化程度加快，羰基、碳碳双键等官能团含量增大；介质损耗因数与介电常数逐渐增加，甚至出现了突增的现象；结晶区结构的被破坏加快了击穿场强的下降；分子运动加剧，自由体积率从12.53%增大至14.07%。老化后介电性能的下降会导致电缆内部温度升高，从而对电缆的热老化起到了正反馈作用。     

温度对高压电缆绝缘低密度聚乙烯基料黏度特性的影响

高压电缆绝缘料挤出加工过程对高压电缆质量至关重要,电缆绝缘低密度聚乙烯基料的黏度特性及其温度稳定性决定了电缆绝缘料的挤出加工特性。本文选取了3种不同牌号的电缆绝缘料,进行醇洗得到低密度聚乙烯基料,采用凝胶渗透色谱仪测试低密度聚乙烯基料的分子链结构,使用旋转流变仪测试不同温度下（120～150℃）低密度聚乙烯基料的黏度特性。结果表明：随着温度的升高,低密度聚乙烯基料的剪切变稀行为愈发明显,复数黏度及零剪切黏度受重均分子量及其分布的影响;粘流活化能随剪切速率的增大而减小,在剪切速率为0.01～100 rad/s内,其值在低频区为20～30 kJ/mol,在高频区为9～16 kJ/mol,与支化度、重均分子量及其分布的协同作用密切相关。     

三芯电缆实时导体温度实时解析与计算方法

针对目前难以直接测量运行电缆导体温度的问题,将10 kV三芯电缆热路简化为只含一个等效热容和一个等效热阻的暂态热路,利用一阶热路的响应实现电缆实时导体温度的解析计算;同时,在试验场进行了阶跃电流试验和周期负荷载流量试验,测量电缆导体温度和外皮温度.根据测量的电缆外皮温度和加载的负荷电流计算出试验电缆的实时导体温度,对比发现导体温度的实时计算值与测量值吻合度较高,验证了该计算方法的正确性.该解析计算方法易于实现、计算准确,不仅可用于计算常用敷设方式下不同回路三芯电缆实时导体温度,还可根据电缆当前运行状态适当调整负荷电流,在保证安全的前提下提高现有电缆线路的输电能力.     

基于LSTM的滚动预测算法的电缆缆芯温度的研究

在电力系统实际工作的过程中,电缆导体的温度过高往往会造成电力系统出现故障,但由于电缆的缆芯温度不易监测,因此提出一种基于LSTM(Long Short-Term Memory)的滚动预测方法对电缆的缆芯温度进行预测。根据采集到的缆芯温度数据集,利用该算法对模型进行训练,动态调节网络模型参数,学习数据变化的规律,从而实现缆芯温度的预测。结果表明该算法模型的RMSE为0.1979℃,与BP、LSTM算法模型进行对比,验证了该算法模型可以有效的预测短期缆芯温度变化趋势,表明该算法在电力系统安全运行方面具有一定的实际应用意义。     

.一种运行电缆导体实时温度计算方法

运行电缆导体温度监测一直是电缆安全运行所关注的问题。运行电缆某时刻导体温度不能直接测量,往往是在已知电缆导体初始温度的前提下,通过计算间接获取。因此提出了用一定时段稳态温度直接作为导体实时温度计算初始值,并利用暂态和稳态热路模型对暂态和稳态导体温度进行了计算。通过试验证实了可行性,并在某工程中进行了验证,为运行电缆的安全运行和预警创造条件。     

高压直流电缆电场分布的简化计算方法

应用绝缘层中点电场强度近似等于平均场强的概念,对高压直流电缆的电场进行了近似计算。对钢管充油电缆提出一种迭代设计程序,给出了程序框图及计算实例。计算结果与严密解(数值解)十分符合。     

高压电缆护层保护器一体化测量装置的研究

为了改进高压电缆护层保护器传统测量方法存在的不足,提出一种高压电缆护层保护器一体化测量装置.采用PWM技术产生高电压,通过滤波电路对电压进行滤波,提高了测量精度.采用Android触控一体机作为总控制器和人机界面的实施主体,实现了护层保护器的智能测试和计算,有效保证了高压电缆护层测试工作和测试精度.通过对220 kV电缆线路护层保护器的实际测试,表明了该装置测量的可靠性.     

高压电缆接地电流的计算及其影响因素分析

单芯高压电缆金属护套接地电流过大会导致其护套上产生大量附加损耗,降低电缆载流量,缩短电缆使用寿命。为分析电缆线路金属护套中的接地电流,建立了单芯电缆交叉互联接地方式下接地电流的数学计算模型,并编制了相应的计算程序,通过与实测值比较,验证了该计算程序能准确得到实际电流值。在此基础上,分析了单芯高压电缆金属护套接地电流与其接地电阻、护套参数以及大地电阻率等影响因素的关系。结果表明,电缆接地电阻对接地电流的影响较大;在工程实际范围内,金属护套参数对接地电流值影响不大;只有当大地电阻率很低时,接地电流值才对大地电阻率比较敏感。研究结果为高压电缆运行维护提供了理论依据。     

长距离跨桥高压电缆的关键技术设计

在跨海大桥上敷设电力电缆不仅能够起到安全、可靠、经济地输送电能的目的，还能解决许多岛屿采用独立小发电系统，其发电成本高、可靠性低、环保效果差等问题。结合目前现有的桥梁上敷设电缆的设计经验，介绍了在进行桥梁上敷设高压电缆时在电缆热伸缩、桥梁伸缩与振动、电缆空间布置及电缆与其他管线相互影响等方面的关键技术设计，可对今后桥梁电缆的施工、运行提供借鉴。