本發(fā)明涉及電力通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種溫度計算方法和裝置。

背景技術(shù)：

如果架空輸電線路地線的短路熱穩(wěn)容量不足，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，將引起地線損傷斷股，甚至造成單相或多相接地短路。因此對已建線路架空進行地線熱穩(wěn)容量的校核，應(yīng)予以足夠重視，以免給電網(wǎng)安全運行帶來隱患。目前地線短路熱穩(wěn)定計算一般采用基于規(guī)程法的計算模型。DL/T 621-1997、DL/T 5222-2005、DL/T5092-1999分別給出了計算模型如下：

1、DL/T 621-1997《交流電氣裝置的接地》

保護線的最小截面S按下式確定：

其中，S為截面積，單位為mm²；I為故障電流值(有效值)，單位為A；t為保護電氣的動作時間，單位為s；k為按保護線、絕緣和其他部分的材質(zhì)以及最初和最終溫度決定的計算系數(shù)。Q_c為導(dǎo)線材料的體積熱容量，單位為J/℃·mm³(其中，鋁取2.5×10^-3)；B為導(dǎo)線在0℃時的電阻率溫度系數(shù)的倒數(shù)，單位為℃(鋁取228)；ρ₂₀為導(dǎo)線材料在20℃時的電阻率，單位為Ω·mm(鋁取28.264×10^-6)；Ti為導(dǎo)線的初始溫度，單位為℃，T_f為導(dǎo)線的最終溫度，單位為℃；

根據(jù)DL/T 621-1997，對于鋁，

2、DL/T 5222-2005《導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》

式中，S為裸導(dǎo)體的載流截面，單位為mm²；Q_d為短路電流的熱效應(yīng)，單位為A²s；C為熱穩(wěn)定系數(shù)；K為常數(shù)，WS/(Ω·cm4)，銅為522×106，鋁為222×106；τ為常數(shù)，單位為℃，銅為235，鋁為245；T₁為導(dǎo)體短路前的發(fā)熱溫度，單位為℃；T₂為短路時導(dǎo)體最高允許溫度，單位為℃，鋁及鋁鎂(錳)合金可取200，銅導(dǎo)體取300。

3、DL/T 5092-1999《110～500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

對于導(dǎo)線由單一材料構(gòu)成，短路時產(chǎn)生的熱能不向外部擴散，則

式中，I為地線驗算短路熱穩(wěn)定允許電流，單位為A；α₀為載流部20℃時的電阻溫度系數(shù)，單位為℃^-1，鋁股取4.03×10^-3；R₀為載流部20℃時的電阻，單位為Ω/cm,鋁股取0.476×10^-3；T為計算短路熱穩(wěn)定的時間，單位為s；t₁為地線初始溫度，單位為℃；t₂為地線短路熱穩(wěn)定允許溫度，單位為℃；C為載流部分的熱容量，單位為cal/℃/cm，其中，C的計算公式如下：

C＝c₀DA

式中，c₀為導(dǎo)體的比熱容，單位為cal/(g·℃)，對于鋁股取0.21；D為導(dǎo)體的密度，單位為g/cm³，對于鋁股取2.7；A為導(dǎo)體的截面，單位為cm²，對于鋁股取58.905×10^-2。

根據(jù)以上三個標(biāo)準(zhǔn)進行地線短路熱穩(wěn)定容量的校核，可以計算出地線在流過故障電流時的溫度，以此判斷其是否超過了地線短路時最高允許溫度。

但是，在架空輸電線路實際運行過程中，發(fā)生過在故障桿塔的懸垂線夾處出現(xiàn)地線斷線的情況，上述按照規(guī)程的校核計算忽略了地線在懸垂線夾接頭處的接觸電阻，使得地線溫度計算結(jié)果不夠準(zhǔn)確，無法準(zhǔn)確判斷故障時刻地線溫度是否超過了地線短路時最高允許溫度。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種溫度計算方法和裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中故障時刻地線溫度計算不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種溫度計算方法，包括：獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地?zé)岬臏囟鹊膮?shù)；其中，所述參數(shù)包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；根據(jù)獲取的所述參數(shù)計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

可選地，所述方法應(yīng)用于所述懸垂線夾處出現(xiàn)地線斷線的場景。

可選地，通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數(shù)，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

可選地，所述接觸電阻由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質(zhì)。

可選地，在根據(jù)建立的所述地線溫度計算模型計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度之后，所述方法還包括：判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種溫度計算裝置，包括：獲取模塊，用于獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地?zé)岬臏囟鹊膮?shù)；其中，所述參數(shù)包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；計算模塊，用于根據(jù)獲取的所述參數(shù)計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

可選地，所述裝置應(yīng)用于所述懸垂線夾處出現(xiàn)地線斷線的場景。

可選地，所述計算模塊，用于通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數(shù)，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

可選地，所述接觸電阻由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質(zhì)。

可選地，所述裝置還包括：判斷模塊，用于判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

在本發(fā)明實施例中，采用在計算故障時刻懸垂線夾處地線的溫度時考慮了懸垂線夾處的接觸電阻，即考慮了接觸電阻帶來的溫升，使得計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)中故障時刻地線溫度計算不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題，提高了地線熱穩(wěn)定校核結(jié)果的準(zhǔn)確度。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度計算方法的流程示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的懸垂線夾的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

實施例1

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種溫度計算的方法實施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度計算方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟S102，獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地?zé)岬臏囟鹊膮?shù)；其中，所述參數(shù)包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；

步驟S104，根據(jù)獲取的所述參數(shù)計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

通過上述步驟，采用在計算故障時刻懸垂線夾處地線的溫度時考慮了懸垂線夾處的接觸電阻，即考慮了接觸電阻帶來的溫升，使得計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)中故障時刻地線溫度計算不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題，提高了地線熱穩(wěn)定校核結(jié)果的準(zhǔn)確度。

需要說明的是，上述方法可以應(yīng)用于所述懸垂線夾處出現(xiàn)地線斷線的場景，但并不限于此，其也可以應(yīng)用于懸垂線夾處未出現(xiàn)地線斷線的場景。

需要說明的是，通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數(shù)，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

需要說明的是，上述接觸電阻可以由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質(zhì)。

需要說明的是，在上述步驟S104之后，上述方法還可以包括：判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

需要說明的是，由于故障發(fā)生時間為瞬時，因而上述計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度可以在以下至少之一條件下進行：

(a)不考慮地線外表面對外界空氣的熱擴散情況；

(b)不考慮地線鋁股與鋼芯及線夾熱交換情況，全部熱量被鋁股吸收；

(c)忽略導(dǎo)線與線夾處接觸電阻隨溫度變化情況。

實施例2

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種溫度計算的產(chǎn)品實施例，圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該裝置包括：

獲取模塊22，用于獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地?zé)岬臏囟鹊膮?shù)；其中，所述參數(shù)包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；

計算模塊24，與上述獲取模塊22連接，用于根據(jù)獲取的所述參數(shù)計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

通過上述裝置，在計算模塊24計算故障時刻懸垂線夾處地線的溫度時考慮了懸垂線夾處的接觸電阻，即考慮了接觸電阻帶來的溫升，使得計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)中故障時刻地線溫度計算不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問題，提高了地線熱穩(wěn)定校核結(jié)果的準(zhǔn)確度。

需要說明的是，上述裝置可以應(yīng)用于所述懸垂線夾處出現(xiàn)地線斷線的場景，但并不限于此，其也可以應(yīng)用于懸垂線夾處未出現(xiàn)地線斷線的場景。

在本發(fā)明的一個實施例中，上述計算模塊24，可以用于通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數(shù)，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

需要說明的是，上述接觸電阻由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質(zhì)。

在本發(fā)明的一個實施例中，上述裝置還可以包括：判斷模塊，與上述計算模塊24連接，用于判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

需要說明的是，由于故障發(fā)生時間為瞬時，因而上述計算模塊24計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度可以在以下至少之一條件下進行：

(a)不考慮地線外表面對外界空氣的熱擴散情況；

(b)不考慮地線鋁股與鋼芯及線夾熱交換情況，全部熱量被鋁股吸收；

(c)忽略導(dǎo)線與線夾處接觸電阻隨溫度變化情況。

此處需要說明的是，上述獲取模塊22、計算模塊24對應(yīng)于實施例1中的步驟S102至步驟S104，上述模塊與對應(yīng)的步驟所實現(xiàn)的示例和應(yīng)用場景相同，但不限于上述實施例1所公開的內(nèi)容。需要說明的是，上述模塊作為裝置的一部分可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

為了更好地理解本發(fā)明實施例，以下結(jié)合優(yōu)選的實施例對本發(fā)明做進一步解釋。

圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的懸垂線夾的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，懸垂線夾包括：船體1、回轉(zhuǎn)軸2、壓板3和掛件4，但并不限于此，如圖3所示，故障時刻，流向地線的故障電流經(jīng)由懸垂線夾流向地線并向地線前后兩個方向分流，在線夾處的溫度達(dá)到最大值。

由于故障發(fā)生時間為瞬時，假定如下條件：

(a)不考慮地線外表面對外界空氣的熱擴散情況；

(b)不考慮地線鋁股與鋼芯及線夾熱交換情況，全部熱量被鋁股吸收；

(c)忽略導(dǎo)線與線夾處接觸電阻隨溫度變化情況。

設(shè)導(dǎo)線與線夾接觸長度為l，導(dǎo)線與線夾的接觸電阻為r，線夾接觸部位的導(dǎo)線電阻為R(T)。導(dǎo)體通過電流I，任意時刻dt，溫升為dθ，有公式(1)所述關(guān)系：

I²(R+r)dt＝C·l·dθ＝C·l·dT (1)

線夾處流過電流I，持續(xù)時間t，線夾處導(dǎo)線溫度由T₁上升到T2，對公式(1)式兩邊求積分，得到公式(2)：

其中，C為導(dǎo)線比熱，單位為cal/cm，表示單位長度導(dǎo)線每升高1℃所吸收的焦耳熱；其中，C由公式(3)獲得：

C＝4.186·c₀DA (3)

其中c₀為導(dǎo)體的比熱容，單位為cal/(g·℃)；D為導(dǎo)體的密度，單位為g/cm³；A為導(dǎo)體的截面，鋁股取cm²。

R(T)為線夾處鋁股的電阻，是與溫度T有關(guān)的變量，其中，R(T)可由公式(4)獲得：

R(T)＝R₀[1+α₀(T-20)] (4)

其中，α₀為導(dǎo)體的在20℃的電阻系數(shù)(1/℃)，ρ₀為導(dǎo)體在20℃的電阻率(Ω·m)。

將上述公式(4)式代入(2)式，積分得到公式(5)

對公式(5)整理，得到公式(6)

其中，

R₀＝ρ₀l/s (7)

A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r (8)

需要說明的是，接觸電阻r與導(dǎo)體間的接觸面積、接觸部位的壓力以及導(dǎo)體的材質(zhì)等因素密切相關(guān)，對于導(dǎo)線與懸垂線夾的接觸電阻尚沒有實測數(shù)據(jù)。對于其取值，至少存在以下兩種情況：

1、GB 2314-2008《電力金具通用技術(shù)條件》對于耐張線夾、接續(xù)金具和接觸金具，對其接觸電阻有明確要求，“導(dǎo)線接續(xù)處兩端點之間的電阻，壓縮型金具，應(yīng)不大于同樣長度導(dǎo)線的電阻；非壓縮型金具，應(yīng)不大于同樣長度導(dǎo)線電阻的1.1倍”。但對于懸垂線夾，未做明確的數(shù)值要求“懸垂線夾與被安裝的導(dǎo)線、地線間應(yīng)有充分的接觸面，以減少由故障電流引起的損傷”。

由于懸垂線夾采用壓條和U型螺絲(埋頭螺栓)組成的握緊系統(tǒng)，其握緊力約為導(dǎo)線計算拉斷里的14％，低于耐張線夾的90％-95％。對于故障處懸垂線夾，其壓條約為0.1m，同等長度導(dǎo)線電阻約為48μΩ，推斷該處接觸電阻應(yīng)不低于50μΩ。

2、接觸電阻大小與導(dǎo)體間的接觸面s1成反比，假定參數(shù)ρ₁為導(dǎo)體間的接觸電阻率，則接觸電阻r＝ρ₁/s₁。對于接觸面為200mm×30mm的接地引下線連接板的接觸電阻一般不超過100μΩ。懸垂線夾與地線的接觸面為s₁＝πdl。其中，d為LGJ-60/35地線的直徑，取12.5mm，則接觸電阻r＝200mm*30mm*100μΩ/(3.14*12.5mm*100mm)＝153μΩ?？紤]線夾握力高于接地引下線連接板接觸面壓力，因此，線夾處接觸電阻應(yīng)不超過150μΩ。

在本發(fā)明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可為個人計算機、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。