电缆铝套厚度的确定方法及装置、电子设备、存储介质与流程

本发明涉及电力工程，具体而言，涉及一种电缆铝套厚度的确定方法及装置、电子设备、存储介质。

背景技术：

1、目前部分大中型城市电力负荷需求越来越大，电压等级逐渐增高。为适应都市化高密度负荷、高复杂接线方式，以及兼顾市容市貌等需要，很多大中型城市电网选择使用高电压、大截面电缆进行城市电网建设，对于安全性能更好、传输容量更大、使用寿命更长电缆线路的需求逐渐增大。皱纹铝套高压电缆由于皱纹铝套结构特性导致的缓冲层烧蚀的问题愈发严重，平滑铝护套电缆由于铝护套与缓冲层良好接触，能够从根本上抑制缓冲层烧蚀问题。

2、然而，目前标准中针对110kv、220kv平滑铝套电缆铝套厚度选取趋于保守，同时又尚无500kv平滑铝套厚度的相关说明，故而电缆生产厂家仅依据生产经验，生产能力等进行电缆生产，施工及运营单位缺乏相应指标对铝套厚度进行抽检，无法做到根据实际工程确认不同电压等级电缆的平滑铝套层厚度。

3、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种电缆铝套厚度的确定方法及装置、电子设备、存储介质，以至少解决相关技术中无法确认待施工电缆的平滑铝套层厚度范围的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电缆铝套厚度的确定方法，包括：获取待施工的目标电缆的需求参数，并设置目标铝套层的初始厚度值，其中，所述需求参数用于表征工程需求规定的电缆结构层规格；基于所述目标电缆的所述需求参数创建力学仿真模型和电学仿真模型，其中，所述力学仿真模型用于对所述目标电缆进行力学弯曲仿真，所述电学仿真模型用于对所述目标电缆进行电热耦合仿真；将所述初始厚度值输入至所述力学仿真模型，得到第一厚度值，其中，所述第一厚度值是满足弯曲条件的情况下所述目标铝套层的最大厚度值；将所述初始厚度值输入至所述电学仿真模型，得到第二厚度值，其中，所述第二厚度值是满足短路容量的情况下所述目标铝套层的最小厚度值；基于所述第一厚度值和所述第二厚度值生成所述目标铝套层的厚度参考范围。

3、进一步地，获取待施工的目标电缆的需求参数的步骤，包括：获取所述目标电缆的结构层的结构参数，其中，所述结构层至少包括：导体层、绝缘屏蔽复合层、缓冲层以及外护套层，所述结构参数包括所有所述结构层的外半径以及热熔胶厚度；获取所述目标电缆中指定结构层的材料参数，其中，所述指定结构层是指影响力学特征和电学特征的结构层，所述指定结构层至少包括：所述绝缘屏蔽复合层、所述外护套层以及所述目标铝套层；整合所述结构参数和所述材料参数，得到所述需求参数。

4、进一步地，在获取待施工的目标电缆的需求参数之后，还包括：基于所述需求参数中的材料参数，确定所述目标电缆在模型仿真过程中所需的力学特征参数和电热特征参数，其中，所述力学特征参数包括：弹性模量、泊松比和塑性参数，所述电热特征参数包括：相对介电常数、电导率、导热系数、恒压热容以及密度参数。

5、进一步地，在确定所述目标电缆在模型仿真过程中所需的力学特征参数和电热特征参数之后，包括：基于所述力学特征参数创建所述力学仿真模型，其中，所述力学仿真模型设置为根据所述力学特征参数调用预设材料库中的材料模型，并组装所述材料模型得到仿真电缆模型；基于所述电热特征参数创建所述电学仿真模型，其中，所述电学仿真模型设置为根据所述电热特征参数配置电学元件，并连接所述电学元件得到所述仿真电缆模型。

6、进一步地，在将所述初始厚度值输入至所述力学仿真模型之前，包括：确定力学弯曲仿真过程中的弯曲支座间距，以及参与仿真的所述目标电缆的电缆长度；基于所述弯曲支座间距和所述电缆长度确定所述目标电缆在仿真过程中的实际弯曲半径；基于所述实际弯曲半径确定指定弯曲压头处的下压距离；将所述弯曲支座间距、所述下压距离作为所述弯曲条件，并使用所述弯曲条件对所述力学仿真模型进行初始化设置。

7、进一步地，在将所述初始厚度值输入至所述力学仿真模型之后，对所述目标电缆进行力学弯曲仿真的步骤，包括：基于所述初始厚度值生成第一仿真电缆；基于所述弯曲条件对所述第一仿真电缆进行弯曲仿真，并计算所述第一仿真电缆在弯曲仿真后所受的仿真应力值；按照预设调整尺度对所述初始厚度值进行调整，并计算调整后的厚度值对应的所述仿真应力值，确定不超过屈服应力值的最大仿真应力值对应的所述厚度值为所述第一厚度值，其中，所述屈服应力值是基于所述工程需求确定的所述目标铝套层能承受的最大应力值。

8、进一步地，在将所述初始厚度值输入至所述电学仿真模型之后，对所述目标电缆进行电热耦合仿真的步骤，包括：基于所述初始厚度值生成第二仿真电缆；基于所述电热条件对所述第二仿真电缆进行电热仿真，并计算所述第二仿真电缆的短路容量，以及外护套层的内层温度；按照预设调整尺度对所述初始厚度值进行调整，并计算调整后的厚度值对应的所述短路容量和所述内层温度，确定所述短路容量不超过短路容量边界值、以及所述内层温度不超过预设温度阈值的情况下对应的所述厚度值为所述第二厚度值。

9、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电缆铝套厚度的确定装置，包括：获取单元，用于获取待施工的目标电缆的需求参数，并设置目标铝套层的初始厚度值，其中，所述需求参数用于表征工程需求规定的电缆结构层规格；创建单元，用于基于所述目标电缆的所述需求参数创建力学仿真模型和电学仿真模型，其中，所述力学仿真模型用于对所述目标电缆进行力学弯曲仿真，所述电学仿真模型用于对所述目标电缆进行电热耦合仿真；第一输入单元，用于将所述初始厚度值输入至所述力学仿真模型，得到第一厚度值，其中，所述第一厚度值是满足弯曲条件的情况下所述目标铝套层的最大厚度值；第二输入单元，用于将所述初始厚度值输入至所述电学仿真模型，得到第二厚度值，其中，所述第二厚度值是满足短路容量的情况下所述目标铝套层的最小厚度值；生成单元，用于基于所述第一厚度值和所述第二厚度值生成所述目标铝套层的厚度参考范围。

10、进一步地，所述获取单元包括：第一获取模块，用于获取所述目标电缆的结构层的结构参数，其中，所述结构层至少包括：导体层、绝缘屏蔽复合层、缓冲层以及外护套层，所述结构参数包括所有所述结构层的外半径以及热熔胶厚度；第二获取模块，用于获取所述目标电缆中指定结构层的材料参数，其中，所述指定结构层是指影响力学特征和电学特征的结构层，所述指定结构层至少包括：所述绝缘屏蔽复合层、所述外护套层以及所述目标铝套层；整合模块，用于整合所述结构参数和所述材料参数，得到所述需求参数。

11、进一步地，所述电缆铝套厚度的确定装置还包括：第一确定模块，用于基于所述需求参数中的材料参数，确定所述目标电缆在模型仿真过程中所需的力学特征参数和电热特征参数，其中，所述力学特征参数包括：弹性模量、泊松比和塑性参数，所述电热特征参数包括：相对介电常数、电导率、导热系数、恒压热容以及密度参数。

12、进一步地，所述电缆铝套厚度的确定装置还包括：第一创建模块，用于基于所述力学特征参数创建所述力学仿真模型，其中，所述力学仿真模型设置为根据所述力学特征参数调用预设材料库中的材料模型，并组装所述材料模型得到仿真电缆模型；第二创建模块，用于基于所述电热特征参数创建所述电学仿真模型，其中，所述电学仿真模型设置为根据所述电热特征参数配置电学元件，并连接所述电学元件得到所述仿真电缆模型。

13、进一步地，所述电缆铝套厚度的确定装置还包括：第二确定模块，用于确定力学弯曲仿真过程中的弯曲支座间距，以及参与仿真的所述目标电缆的电缆长度；第三确定模块，用于基于所述弯曲支座间距和所述电缆长度确定所述目标电缆在仿真过程中的实际弯曲半径；第四确定模块，用于基于所述实际弯曲半径确定指定弯曲压头处的下压距离；初始化设置模块，用于将所述弯曲支座间距、所述下压距离作为所述弯曲条件，并使用所述弯曲条件对所述力学仿真模型进行初始化设置。

14、进一步地，所述电缆铝套厚度的确定装置还包括：第一生成模块，用于基于所述初始厚度值生成第一仿真电缆；弯曲仿真模块，用于基于所述弯曲条件对所述第一仿真电缆进行弯曲仿真，并计算所述第一仿真电缆在弯曲仿真后所受的仿真应力值；确定模块，用于按照预设调整尺度对所述初始厚度值进行调整，并计算调整后的厚度值对应的所述仿真应力值，确定不超过屈服应力值的最大仿真应力值对应的所述厚度值为所述第一厚度值，其中，所述屈服应力值是基于所述工程需求确定的所述目标铝套层能承受的最大应力值。

15、进一步地，所述电缆铝套厚度的确定装置还包括：第二生成模块，用于基于所述初始厚度值生成第二仿真电缆；电热仿真模块，用于基于所述电热条件对所述第二仿真电缆进行电热仿真，并计算所述第二仿真电缆的短路容量，以及外护套层的内层温度；第二确定模块，用于按照预设调整尺度对所述初始厚度值进行调整，并计算调整后的厚度值对应的所述短路容量和所述内层温度，确定所述短路容量不超过短路容量边界值、以及所述内层温度不超过预设温度阈值的情况下对应的所述厚度值为所述第二厚度值。

16、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项电缆铝套厚度的确定方法。

17、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述任意一项电缆铝套厚度的确定方法。

18、本公开中，提出一种电缆铝套厚度的确定方法，先获取待施工的目标电缆的需求参数，并设置目标铝套层的初始厚度值，其中，需求参数用于表征工程需求规定的电缆结构层规格，再基于目标电缆的需求参数创建力学仿真模型和电学仿真模型，其中，力学仿真模型用于对目标电缆进行力学弯曲仿真，电学仿真模型用于对目标电缆进行电热耦合仿真，然后将初始厚度值输入至力学仿真模型，得到第一厚度值，其中，第一厚度值是满足弯曲条件的情况下目标铝套层的最大厚度值，将初始厚度值输入至电学仿真模型，得到第二厚度值，其中，第二厚度值是满足短路容量的情况下目标铝套层的最小厚度值，最后基于第一厚度值和第二厚度值生成目标铝套层的厚度参考范围。

19、本公开中，基于工程实际要求的目标电缆需求参数建立力学仿真模型和电学仿真模型，对不同厚度铝套层的目标电缆进行弯曲分析，计算出目标电缆在满足弯曲条件的情况下平滑铝套的最大厚度，再对不同厚度铝套层的目标电缆进行电热耦合分析，得到满足短路容量情况下平滑铝套的最小厚度，进而得到目标铝套层的厚度参考范围，与现有技术相比，本发明结合力学弯曲分析和电热耦合分析方法，基于工程实际需求确定待施工电缆平滑铝套层适用的参考厚度范围，进而解决了相关技术中无法确认待施工电缆的平滑铝套层厚度范围的技术问题。