CN109683020A - 计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法，包括：获取示波器显示的计算电路的瞬时电压和瞬时电流；根据瞬时电流得到接触电阻的电流；根据瞬时电压得到接触电阻的电压；根据接触电阻的电压和接触电阻的电流，得到接触电阻的阻值，充分考虑了交流领域中趋肤效应对接触电阻的影响，具有较高的准确度，填补了架空地线预绞丝接触端口接触电阻计算分析的空白。

Description

计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法

技术领域

本发明涉及电接触技术领域，尤其是涉及计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法。

背景技术

工频电流在架空地线的传输过程中存在趋肤效应，电流在流经预绞丝接触端口时会从输电线与预绞丝间的电触点流入预绞丝中，尤其是在工频短路电流流经架空地线时，接触电阻的存在会导致预绞丝端口处发热严重，造成输电线路机械强度损坏，更有甚者，会造成短线事故的发生。因此，对架空地线预绞丝接触端口的接触电阻进行分析计算有重要的意义。

在现有的接触电阻分析手段中，主要是使用四线法。四线法因为精度较高，计算简便，被广泛用于接触电阻的计算分析中。然而，四线法的一个重要缺陷是缺乏对交流领域中趋肤效应对接触电阻影响的考虑。采用四线法用直流电测出的输电线路接触电阻与输电线路正常工作下的情况不符，往往会造成较大的误差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法，充分考虑了交流领域中趋肤效应对接触电阻的影响，具有较高的准确度，填补了架空地线预绞丝接触端口接触电阻计算分析的空白。

第一方面，本发明实施例提供了一种计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，所述装置包括：示波器、大电流发生器和缠绕有预绞丝的架空地线，所述大电流发生器和缠绕有所述预绞丝的所述架空地线构成计算电路；

所述大电流发生器的一端与缠绕有所述预绞丝的所述架空地线的一端相连接，所述大电流发生器的另一端与缠绕有所述预绞丝的所述架空地线的另一端相连接；

所述示波器的电压探头和电流探头均连接在所述架空地线上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述架空地线包括第一架空地线和第二架空地线，所述第一架空地线为所述架空地线裸露的部分，所述第二架空地线为缠绕有所述预绞丝的部分。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述预绞丝的长度范围为1.3m-1.5m。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述示波器包括第一电压探头和第二电压探头，所述第一电压探头与所述第一架空地线相接触，所述第二电压探头与所述第二架空地线相接触。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述示波器的电流探头还可以套在所述计算电路上。

第二方面，本发明实施例还提供计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法，所述方法包括：

获取示波器显示的计算电路的瞬时电压和瞬时电流；

根据所述瞬时电流得到接触电阻的电流；

根据所述瞬时电压得到所述接触电阻的电压；

根据所述接触电阻的电压和所述接触电阻的电流，得到所述接触电阻的阻值。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，在工频电流条件下，所述瞬时电流通过以下方式获取：

根据下式计算所述瞬时电流：

i＝Asinωt

其中，i为所述瞬时电流，A为所述瞬时电流的幅值，ω为所述工频电流下的角频率，t为时间。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述瞬时电压通过以下方式获取：

根据下式计算所述瞬时电压：

其中，u为所述瞬时电压，i为所述瞬时电流，Rc为所述接触电阻，L为所述计算电路的电感，t为所述时间。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述接触电阻的电流为所述瞬时电流的平均值，所述接触电阻的电压为所述显示器中所述瞬时电流最大值时的所述瞬时电压的平均值。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述根据所述接触电阻的电压和所述接触电阻的电流，得到所述接触电阻的阻值包括：

根据下式计算接触电阻的阻值：

其中，Rc为所述接触电阻，u₁为所述接触电阻的电压，i₁为所述接触电阻的电流。

本发明实施例提供了计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法，包括：获取示波器显示的计算电路的瞬时电压和瞬时电流；根据瞬时电流得到接触电阻的电流；根据瞬时电压得到接触电阻的电压；根据接触电阻的电压和接触电阻的电流，得到接触电阻的阻值，充分考虑了交流领域中趋肤效应对接触电阻的影响，具有较高的准确度，填补了架空地线预绞丝接触端口接触电阻计算分析的空白。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置示意图；

图2为本发明实施例一提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置中预绞丝的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置实验平台示意图；

图4为本发明实施例二提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法流程图。

图标：

10-示波器；20-大电流发生器；30-缠绕有预绞丝的架空地线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置示意图。

参照图1，该装置包括：示波器10、大电流发生器20和缠绕有预绞丝的架空地线30，大电流发生器20和缠绕有预绞丝的架空地线30构成计算电路；

大电流发生器20的一端与缠绕有预绞丝的架空地线30的一端相连接，大电流发生器20的另一端与缠绕有预绞丝的架空地线30的另一端相连接；

示波器10的电压探头和电流探头均连接在架空地线上。

具体地，取一段缠绕有预绞丝的架空地线30，将其两端接到大电流发生器20的两端，构成计算电路。如图2所示，架空地线30包括第一架空地线和第二架空地线，第一架空地线为架空地线裸露的部分，第二架空地线为缠绕有预绞丝的部分。其中，预绞丝的长度范围为1.3m-1.5m，架空地线30的长度不得少于1.5m，可以根据实际情况进行选取。大电流发生器20主要为计算电路提供工频电流，可以根据实际情况进行选取，这里为了更符合实际情景，大电流发生器20为可调恒流源。

示波器10包括第一电压探头和第二电压探头，如图3所示，第一电压探头与第一架空地线相接触，第二电压探头与第二架空地线相接触，从而可以测得接触电阻的电压波形；示波器10还包括电流探头，电流探头可以和架空地线30相接触，还可以套在计算电路上，从而测得接触电阻的电流波形。此外，从示波器中读取电流最大时刻的电流值和电压值，这里为了获得更精确数据，需要测得2～3组波形数据，取其平均值从而求得接触电阻的阻值。为了避免温升对接触电阻的影响，示波器还需在录取接触电阻的瞬时电压和瞬时电流的波形后即刻切断电源。

实施例二：

图4为本发明实施例二提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法流程图。

参照图4，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取示波器显示的计算电路的瞬时电压和瞬时电流；

具体地，为了更符合实际情景，这里大电流发生器为可调恒流源，从而为计算电路提供工频电流。在工频电流条件下，待测计算电路可以看作一阶电路，从而根据示波器中电压波形和电流波形得到计算电路的瞬时电压和瞬时电流。

进一步的，步骤S101还包括：

根据公式(1)计算瞬时电流：

i＝Asinωt (1)

其中，i为瞬时电流，A为瞬时电流的幅值，ω为工频电流下的角频率，t为时间。

进一步的，步骤S101还包括：

根据公式(2)计算瞬时电压：

其中，u为瞬时电压，i为瞬时电流，Rc为接触电阻，L为计算电路的电感，t为时间。

进一步的，结合公式(1)和公式(2)，步骤S101还包括：

根据公式(3)计算瞬时电压：

u-iRc＝ALωcosωt (3)

其中，u为瞬时电压，i为瞬时电流，Rc为接触电阻，L为计算电路的电感，A为瞬时电流的幅值，ω为工频电流下的角频率，t为时间。

步骤S102，根据瞬时电流得到接触电阻的电流；

步骤S103，根据瞬时电压得到接触电阻的电压；

具体地，根据公式(3)可知，当瞬时电流i取最大值或者最小值时，即满足时，公式(3)取值为零。此时，接触电阻的阻值可以根据瞬时电压和瞬时电流获得。在实际计算中，为了获得更准确的接触电阻的阻值，减少误差，需要测得2～3组示波器的波形数据，即分别测取瞬时电流最大时刻的瞬时电压和瞬时电流，取瞬时电压的平均值为接触电阻的电压u₁，取瞬时电流的平均值为接触电阻的电流i₁。此外，为了避免温升对接触电阻的影响，示波器还需在录取接触电阻的瞬时电压和瞬时电流的波形后即刻切断电源。

步骤S104，根据接触电阻的电压和接触电阻的电流，得到接触电阻的阻值。

具体地，在瞬时电流取最大值或者最小值时，接触电阻的电压为计算电路中瞬时电流最大时刻的瞬时电压的平均值，接触电阻的电流为计算电路瞬时电流的平均值，根据接触电阻的电压和接触电阻的电流，从而可以得到接触电阻的阻值。

进一步的，步骤S104还包括：

根据公式(4)计算接触电阻的阻值：

其中，Rc为接触电阻，u₁为接触电阻的电压，i₁为接触电阻的电流。

本发明实施例提供了计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置和方法，包括：获取示波器显示的计算电路的瞬时电压和瞬时电流；根据瞬时电流得到接触电阻的电流；根据瞬时电压得到接触电阻的电压；根据接触电阻的电压和接触电阻的电流，得到接触电阻的阻值，充分考虑了交流领域中趋肤效应对接触电阻的影响，具有较高的准确度，填补了架空地线预绞丝接触端口接触电阻计算分析的空白。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法的步骤。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，其特征在于，所述装置包括：示波器、大电流发生器和缠绕有预绞丝的架空地线，所述大电流发生器和缠绕有所述预绞丝的所述架空地线构成计算电路；

所述大电流发生器的一端与缠绕有所述预绞丝的所述架空地线的一端相连接，所述大电流发生器的另一端与缠绕有所述预绞丝的所述架空地线的另一端相连接；

所述示波器的电压探头和电流探头均连接在所述架空地线上。

2.根据权利要求1所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，其特征在于，所述架空地线包括第一架空地线和第二架空地线，所述第一架空地线为所述架空地线裸露的部分，所述第二架空地线为缠绕有所述预绞丝的部分。

3.根据权利要求2所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，其特征在于，所述预绞丝的长度范围为1.3m-1.5m。

4.根据权利要求2所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，其特征在于，所述示波器包括第一电压探头和第二电压探头，所述第一电压探头与所述第一架空地线相接触，所述第二电压探头与所述第二架空地线相接触。

5.根据权利要求4所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，其特征在于，所述示波器的电流探头还可以套在所述计算电路上。

6.一种计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法，其特征在于，应用于权利要求1至权利要求5任一项所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的装置，所述方法包括：

获取示波器显示的计算电路的瞬时电压和瞬时电流；

根据所述瞬时电流得到接触电阻的电流；

根据所述瞬时电压得到所述接触电阻的电压；

根据所述接触电阻的电压和所述接触电阻的电流，得到所述接触电阻的阻值。

7.根据权利要求6所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法，其特征在于，在工频电流条件下，所述瞬时电流通过以下方式获取：

根据下式计算所述瞬时电流：

i＝Asinωt

其中，i为所述瞬时电流，A为所述瞬时电流的幅值，ω为所述工频电流下的角频率，t为时间。

8.根据权利要求7所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法，其特征在于，所述瞬时电压通过以下方式获取：

根据下式计算所述瞬时电压：

其中，u为所述瞬时电压，i为所述瞬时电流，Rc为所述接触电阻，L为所述计算电路的电感，t为所述时间。

9.根据权利要求8所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法，其特征在于，所述接触电阻的电流为所述瞬时电流的平均值，所述接触电阻的电压为所述显示器中所述瞬时电流最大值时的所述瞬时电压的平均值。

10.根据权利要求9所述的计算架空地线与预绞丝接触端口接触电阻的方法，其特征在于，所述根据所述接触电阻的电压和所述接触电阻的电流，得到所述接触电阻的阻值包括：

根据下式计算接触电阻的阻值：

其中，Rc为所述接触电阻，u₁为所述接触电阻的电压，i₁为所述接触电阻的电流。