CN111814266A - 电缆中间接头的参数优化方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电缆中间接头的参数优化方法、装置、计算机设备和存储介质。方法包括：确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；根据各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；将第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为第一待优化参数选取至少两个第一预选值；将包括第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值和第一预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；根据各组第一仿真输出和第一预设条件，在至少两个第一预选值中为第一待优化参数选取第一最优值。采用本方法可以对电缆中间接头的各参数进行优化。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种电缆中间接头的参数优化方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着电力技术的发展，电缆线路广泛应用于电网中。由于电缆中间接头的性能与电缆本体存在一定的差异，所以中间接头处的电场分布会产生畸变。怎样对电缆中间接头的参数进行优化，使电缆在接头处的电场分布接近电缆本体的电场分布是电缆中间接头设计的关键。传统技术中，生产出不同结构参数的电缆中间接头进行测试，从中选出性能最优的电缆中间接头，产品设计周期长，生产效率低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高电缆中间接头的生产效率的电缆中间接头的参数优化方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种电缆中间接头的参数优化方法，所述方法包括：
确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；
根据各所述理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；
将所述第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第一待优化参数选取至少两个第一预选值；
将包括所述第二待优化参数的理论值、所述第三待优化参数的理论值和所述第一预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；所述组合数据的组数与所述第一预选值的个数相同；
根据各组所述第一仿真输出和第一预设条件，在所述至少两个第一预选值中为所述第一待优化参数选取第一最优值，以便基于所述第一最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，所述方法还包括：
将所述第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第二待优化参数选取至少两个第二预选值；
将包括所述第一待优化参数的第一最优值、所述第三待优化参数的理论值和所述第二预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；所述组合数据的组数与所述第二预选值的个数相同；
根据各组所述仿真输出和第二预设条件，在所述至少两个第二预选值中为所述第二变量选取第二最优值，以便基于所述第一最优值和所述第二最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，所述方法还包括：
将所述第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第三待优化参数选取至少两个第三预选值；
将包括所述第一待优化参数的最优值、所述第二待优化参数的最优值和所述第三预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；所述组合数据的组数与所述第三预选值的个数相同；
根据各组所述仿真输出和第三预设条件，在所述至少两个第三预选值中为所述第三变量选取第三最优值，以便基于所述第一最优值、所述第二最优值和所述第三最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，每一组仿真输出均包括指定位置电场强度的最大值和最小值，所述仿真输出包括所述第一仿真输出、所述第二仿真输出和所述第三仿真输出。
在其中一个实施例中，所述第一待优化参数为增强绝缘层厚度；所述第二待优化参数为应力锥长度；所述第三待优化参数为反应力锥长度或者屏蔽管参数。
在一个实施例中，
当将所述增强绝缘层厚度或者所述应力锥长度或者所述屏蔽管参数设置为变量时，每一组所述仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值；
当将所述反应力锥长度设置为变量时，每一组所述仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
在一个实施例中，所述确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值包括：
根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；所述第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1 exp(U/r1En)-R
其中，r1为所述待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为所述待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为所述待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径；
根据第二计算式计算所述待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；所述第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径；
当所述第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算所述待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；所述第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
当所述第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定所述屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取所述屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
一种电缆中间接头的参数优化装置，所述装置包括：
确定模块，用于确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；
建立模块，用于根据各所述理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；
选取模块，用于将所述第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第一待优化参数选取至少两个第一预选值；
仿真运算模块，用于将包括所述第二待优化参数的理论值、所述第三待优化参数的理论值和所述第一预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；所述组合数据的组数与所述第一预选值的个数相同；
所述选取模块，还用于根据各组所述第一仿真输出和第一预设条件，在所述至少两个第一预选值中为所述第一待优化参数选取第一最优值，以便基于所述第一最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，所述装置还包括：
所述选取模块，还用于将所述第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第二待优化参数选取至少两个第二预选值；
所述仿真运算模块，还用于将包括所述第一待优化参数的第一最优值、所述第三待优化参数的理论值和所述第二预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；所述组合数据的组数与所述第二预选值的个数相同；
所述选取模块，还用于根据各组所述仿真输出和第二预设条件，在所述至少两个第二预选值中为所述第二变量选取第二最优值，以便基于所述第一最优值和所述第二最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，所述装置还包括：
所述选取模块，还用于将所述第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第三待优化参数选取至少两个第三预选值；
所述仿真运算模块，还用于将包括所述第一待优化参数的最优值、所述第二待优化参数的最优值和所述第三预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；所述组合数据的组数与所述第三预选值的个数相同；
所述选取模块，还用于根据各组所述仿真输出和第三预设条件，在所述至少两个第三预选值中为所述第三变量选取第三最优值，以便基于所述第一最优值、所述第二最优值和所述第三最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，
每一组仿真输出均包括指定位置电场强度的最大值和最小值，所述仿真输出包括所述第一仿真输出、所述第二仿真输出和所述第三仿真输出。
在一个实施例中，所述第一待优化参数为增强绝缘层厚度；所述第二待优化参数为应力锥长度；所述第三待优化参数为反应力锥长度或者屏蔽管参数。
在其中一个实施例中，
当将所述增强绝缘层厚度或者所述应力锥长度或者所述屏蔽管参数设置为变量时，每一组所述仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值；
当将所述反应力锥长度设置为变量时，每一组所述仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
在一个实施例中，所述确定模块，还用于：
根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；所述第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1 exp(U/r1En)-R
其中，r1为所述待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为所述待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为所述待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径；
根据第二计算式计算所述待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；所述第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径；
当所述第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算所述待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；所述第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
当所述第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定所述屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取所述屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述电缆中间接头的参数优化方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述电缆中间接头的参数优化方法的步骤。
上述实施例中，首先确定待优化电缆中间接头的所有待优化参数的理论值，并根据理论值建立仿真模型。然后，将第一待优化参数作为变量，并利用仿真模型的仿真输出和预设条件对第一待优化参数进行优化设计。通过建立仿真模型对电缆中间接头进行仿真测试得到第一仿真输出，并结合第一预设条件可以快速的对电缆中间接头的第一待优化参数进行优化设计，产品的设计周期短，生产效率高。
附图说明
图1为一个实施例中电缆中间接头的参数优化方法的流程示意图；
图2为一个实施例中电缆本体和中间接头的结构的示意图；
图3为另一个实施例中电缆中间接头的参数优化方法的流程示意图；
图4为一个实施例中反应力锥长度取30mm和35mm时的电场仿真图；
图5为一个实施例中反应力锥长度取40mm和45mm时的电场仿真图；
图6为一个实施例中电缆中间接头的参数优化装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图8为另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的电缆中间接头的参数优化方法，计算机设备首先确定待优化电缆中间接头的所有待优化参数的理论值，并根据理论值建立仿真模型。然后，将其中一个待优化参数作为变量，并在预设范围内选取多个预选值。最后将变量分别赋值为每一个预选值并输入仿真模型进行仿真测试。根据各预选值的仿真输出和预设条件从多个预选值中选取待优化参数的最优值。其中，计算机设备可以是终端，也可以是服务器。终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电缆中间接头的参数优化方法，以该方法应用于计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：
S102，确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值。
其中，电缆中间接头用来锁紧和固定两段电缆线，将两段电缆线连接为一个整体并保证电缆接头处绝缘良好，能够安全可靠的运行。待优化电缆中间接头可以是待优化的电缆中间接头，在实际设计或生产之前，对待优化电缆中间接头中的参数进行优化，从而可以得到各参数的最优值，然后利用这些最优值进行设计和生产。
当将两段电缆连接在一起时，首先将电缆端头部分导体线芯外的本体绝缘层剥掉一部分，并将导体线芯相接。在电缆中间接头线芯连接处的断面上，不同的绝缘层由不同的绝缘材料组成，各绝缘层的电场强度分布与绝缘材料的介电常数有关。因此，电缆中间接头线芯割断处的电场分布与电缆本体不同，同一个绝缘层上相邻两点之间产生一定的电位差，即轴向场强，也就是轴向应力。为了恢复电缆线芯割断处的电场分布，一种方式是在电缆本体绝缘层切削反应力锥，一种方式是在电缆本体绝缘层的外层包裹一层屏蔽管。
其中，切削反应力锥的方式是将电缆本体绝缘层切削成像“铅笔头”一样，以起到均匀电场的作用。这个像“铅笔头”一样的锥形曲线恰好与应力锥曲线反方向，所以称之为“反应力锥”。
在一个实施例中，采用切削反应力锥的方式的电缆中间接头的结构如图2所示。电缆导体线芯202的外层包裹有电缆本体绝缘层204。应力锥208环绕在本体绝缘层204的外层。在导体线芯202的被切削掉本体绝缘层204的部分的外层安装有线芯连接管206。在本体绝缘层204的外层包裹有增强绝缘层214。在线芯连接管206、增强绝缘层214和本体绝缘层204之间填充有填充绝缘层212。在电缆连接处，导体线芯202外层的本体绝缘层204被切削掉一部分，在切削的端部形成反应力锥210。
对于采用切削反应力锥方式恢复导体线芯割断处电场分布的电缆中间接头，增强绝缘层厚度、应力锥长度、反应力锥长度等的数值对导体线芯割断处电场分布起着重要作用。并且，在实际生产中，增强绝缘层厚度，应力锥长度、反应力锥长度的选取还要考虑加工工艺、施工难度和材料成本的影响。
其中，在电缆本体绝缘层的外层包裹一层屏蔽管可以有效的过滤不必要的电磁波，恢复电缆导体线芯处的电场分布。对于采用在电缆本体绝缘层的外层包裹一层屏蔽管的方式恢复导体线芯割断处电场分布的电缆中间接头，增强绝缘层厚度，应力锥长度、屏蔽管厚度等的数值对导体线芯割断处电场分布起着重要作用。并且，在实际生产中，增强绝缘层厚度，应力锥长度、屏蔽管厚度的选取也要考虑加工工艺、施工难度和材料成本的影响。
在一个实施例中，第一待优化参数为增强绝缘层厚度；第二待优化参数为应力锥长度；第三待优化参数为反应力锥长度。
在一个实施例中，第一待优化参数为增强绝缘层厚度；第二待优化参数为应力锥长度；第三待优化参数为屏蔽管参数。
在一个实施例中，确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值包括：
根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1 exp(U/r1En)-R (1)
其中，r1为待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径。
根据第二计算式计算待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0) (2)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径。
当第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0)) (3)
当第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
在一个实施例中，对于单一直线组成的反应力锥面，其最大轴向场强ET通过公式(4)计算：
ET＝U/r0 ln(Rn/r0)*tgα1 (4)
公式(4)中，α1为反应力锥锥面与导体线芯水平线之间的夹角。
在一个实施例中，屏蔽管参数包括屏蔽管长度与屏蔽管厚度，计算机设备根据导体线芯开剥长度确定屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值。具体的，计算机设备可根据线芯连接管长度确定屏蔽管长度的理论值，例如，计算机设备选取的屏蔽管长度使屏蔽管的两端分别比线芯连接管长10mm。
在一个实施例中，计算机设备在5-10mm范围内选取屏蔽管厚度的理论值。
在一个实施例中，屏蔽管参数为屏蔽管两端截面圆弧的r角。例如，屏蔽管两端截面圆弧的r角可以在3mm、4mm、5mm或者6mm中选取。
在一个实施例中，屏蔽管两端截面圆弧取半圆弧，计算机设备以屏蔽管的厚度作为该圆弧的直径。
根据公式(1)至(4)计算的电缆中间接头的各参数的绝缘裕度相对较大，会使产品体积相对较大，导致产品成型安装难度大。所以，在获得电缆中间接头的各参数的理论值之后，需要利用各参数的理论值对电缆中间接头的各参数进行优化。
S104，计算机设备根据各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型。
其中，电缆基本参数主要包括电缆各层结构参数和电缆工作条件的参数。电缆材料参数主要包括电缆各层材料的介电常数。
在一个实施例中，电缆基本参数包括：导体线芯的直径、电缆长度、电缆耐压值、电缆载流量、电缆工作温度等。
在一个实施例中，电缆材料参数包括：电缆导体线芯的介电常数、电缆本体绝缘层的介电常数、增强绝缘层的介电常数等。
计算机设备将各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数输入仿真软件，由仿真软件建立仿真模型。
在一个实施例中，仿真软件是基于有限元分析仿真方法的电磁场仿真软件。
有限元分析利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟。利用简单而又相互作用的元素就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统，用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。
在一个实施例中，仿真软件是Ansoft HFSS仿真软件。Ansoft HFSS仿真软件是一种三维结构电磁场仿真软件，具有三维电磁场设计和分析的工业标准。Ansoft HFSS提供了精确自适应的场解器和功能强大的后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。
另一个实施例中，仿真软件是ANSYS仿真软件。ANSYS仿真软件能与多数计算机辅助设计软件接口实现数据的共享和交换，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在另一个实施例中，仿真软件是Comsol Multiphysics仿真软件。ComsolMultiphysics仿真软件具有专业的计算模型库，内置各种常用的物理模型，并且支持材料属性、边界条件、载荷的参数控制，并支持多种网格剖分，计算能力强。
S106，将第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为第一待优化参数选取至少两个第一预选值。
计算机设备在建立仿真模型之后，通过对电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数、第三待优化参数进行优化迭代得到各待优化参数的最优值。
计算机设备首先将第一待优化参数作为变量，第二待优化参数、第三待优化参数为理论值，利用第二待优化参数、第三待优化参数对第一待优化参数进行优化。
在一个实施例中，计算机设备根据第一待优化参数的理论值确定预设范围。例如，在第一待优化参数的理论值附近选取至少两个第一预选值。例如，第一待优化参数是增强绝缘层厚度，增强绝缘层厚度的理论值是10mm，计算机设备选取8mm、11mm、13mm作为第一预选值。
在一个实施例中，计算机设备以第一待优化参数的理论值为中心，在理论值的左边和右边按照固定的间隔分别选取至少两个预选值。例如，第一待优化参数是增强绝缘层厚度，增强绝缘层厚度的理论值是10mm，计算机设备选取7mm、8mm、9mm、11mm、12mm、13mm作为第一预选值。
S108，将包括第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值和第一预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；组合数据的组数与第一预选值的个数相同。
计算机设备分别将每个第一预选值和第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值相组合，获得多组组合数据。然后，分别将每一组组合数据作为仿真运算的参数输入仿真模型，进行仿真运算得到第一仿真输出。对应于每个第一待优化参数的第一预选值，得到一组第一仿真输出。
在一个实施例中，计算机设备将增强绝缘层厚度作为第一待优化参数，将增强绝缘层厚度的每一个第一预选值和应力锥长度的理论值、反应力锥长度的理论值的组合数据分别输入仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出。增强绝缘层厚度的每个第一预选值对应一组第一仿真输出。例如，增强绝缘层厚度的预选值为8mm、12mm，反应力锥长度的理论值为50mm，应力锥长度的理论值为30mm。计算机设备首先将增强绝缘层厚度8mm、反应力锥长度50mm、应力锥长度30mm输入仿真模型进行仿真运算得到一组第一仿真输出。然后计算机设备增强绝缘层厚度12mm、反应力锥长度50mm、应力锥长度30mm输入仿真模型进行仿真运算得到另一组第一仿真输出。
在一个实施例中，计算机设备的仿真输出包括指定位置电场强度的最大值和最小值。
在一个实施例中，第一待优化参数是增强绝缘层厚度，计算机设备仿真输出包括应力锥表面的电场强度的最大值和最小值。
计算机设备通过仿真输出以每一组组合数据为参数的电缆中间接头在指定位置电场强度的最大值和最小值，可以获得第一待优化参数为第一预选值的电缆中间接头在指定位置的电场分布。通过电场分布可以获得电缆中间接头的性能。计算机设备通过对不同组合数据的仿真输出进行比对，可以从中选取使电缆中间接头性能最好的第一最优值。
S110，根据各组第一仿真输出和第一预设条件，在至少两个第一预选值中为第一待优化参数选取第一最优值，以便基于第一最优值制作电缆中间接头。
计算机设备在对第一预选值和第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值的组合数据进行仿真运算后，得到各组合数据的仿真输出。根据仿真输出的指定位置的电场强度的大小，并结合第一预设条件从第一预选值中选取电缆中间接头的第一待优化参数的第一最优值。
其中，第一预设条件的设计包括导体线芯割断处的电场分布、加工工艺和成型技术以及生产成本等因素。
在一个实施例中，第一待优化参数为增强绝缘层厚度，第一预设条件为：增强绝缘层厚度的取值使应力锥表面的电场强度变化相对平缓，并且增强绝缘层厚度尽可能小且增强绝缘层厚度的取值符合成型加工要求。具体的，第一最优值应保证应力锥表面电场强度的最大值小于预设强度阈值，应力锥整条曲线上电场强度变化不出现骤变，且增强绝缘层厚度在预设范围内，以节约成本并满足成型加工要求。
在一个实施例中，计算机设备在根据选取指令选取出第一待优化参数的最优值之后，将第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为变量选取至少两个第二预选值；
计算机设备将每一个第二待优化参数的第二预选值和第一待优化参数的第一最优值、第三待优化参数的理论值组成组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；组合数据的组数与第二预选值的个数相同；根据各组第二仿真输出和第二预设条件，在至少两个第二预选值中为第二变量选取第二最优值，以便基于第一最优值和第二最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，计算机设备根据第二待优化参数的理论值确定预设范围。例如，计算机设备在第二待优化参数的理论值的附近选取至少两个预选值。例如，第二待优化参数是应力锥长度，理论值是30mm，计算机设备选取32mm、35mm、29mm作为第二预选值。
在一个实施例中，计算机设备以第二待优化参数的理论值为中心，在理论值的左边和右边按照固定的间隔分别选取至少两个预选值。例如，应力锥长度为30mm，计算机选取15mm、20mm、25mm、35mm、40mm、45mm作为第二预选值。
在一个实施例中，计算机设备将增强绝缘层厚度的最优值、反应力锥长度的理论值和应力锥长度的预选值的组合数据分别输入仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组仿真输出。例如，增强绝缘层厚度的最优值为10mm，反应力锥长度的理论值为50mm，应力锥长度的预选值为20mm、25mm。计算机设备首先将增强绝缘层厚度10mm、反应力锥长度50mm、应力锥长度20mm输入仿真模型进行仿真运算得到一组第二仿真输出。然后计算机设备增强绝缘层厚度10mm、反应力锥长度50mm、应力锥长度25mm输入仿真模型进行仿真运算得到另一组第二仿真输出。
在一个实施例中，第二待优化参数是应力锥表面电场强度，第二仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
其中，第二预设条件的设计考虑了导体线芯割断处的电场分布、加工工艺和成型技术以及生产成本等因素。
在一个实施例中，第二预设条件为：应力锥长度的取值使应力锥表面电场强度变化相对平缓，并且应力锥长度尽可能短且应力锥长度的取值符合成型加工要求。具体的，应力锥长度的最优值应保证应力锥表面电场强度的最大值小于预设强度阈值，应力锥整条曲线上电场强度变化不出现骤变，且应力锥长度在预设范围内以节约成本，并满足成型加工要求。
计算机设备通过仿真输出以每一组组合数据为参数的电缆中间接头在指定位置电场强度的最大值和最小值，可以获得第二待优化参数为第二预选值的电缆中间接头在指定位置的电场分布。通过电场分布可以获得电缆中间接头的性能。计算机设备通过对不同组合数据的仿真输出进行比对，可以从中选取使电缆中间接头性能最好的第二最优值。
在一个实施例中，计算机设备在选取出第二待优化参数的第二最优值之后，将第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为第三待优化参数选取至少两个第三预选值；将包括第一待优化参数的第一最优值、第二待优化参数的第二最优值和第三预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；组合数据的组数与第三预选值的个数相同；根据各组仿真输出和第三预设条件，在至少两个第三预选值中为第三待优化参数选取第三最优值，以便基于第一最优值、第二最优值和第三最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，计算机设备根据第三待优化参数的理论值确定预设范围，例如，计算机设备在第三待优化参数的理论值的附近选取至少两个第三预选值。例如，第三待优化参数反应力锥长度的理论值是35mm，计算机设备选取36mm、39mm、32mm作为第一预选值。
在一个实施例中，计算机设备以第三待优化参数的理论值为中心，在理论值的左边和右边以一个固定的间隔分别选取至少两个预选值。例如，第三待优化参数是反应力锥长度，理论值是35mm，计算机设备选取31mm、33mm、37mm、39mm作为第三预选值。
在一个实施例中，第三待优化参数为反应力锥长度，第三仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
计算机设备通过仿真输出以每一组组合数据为参数的电缆中间接头在指定位置电场强度的最大值和最小值，可以获得第三待优化参数为第三预选值的电缆中间接头在指定位置的电场分布。通过电场分布可以获得电缆中间接头的性能。计算机设备通过对不同组合数据的仿真输出进行比对，可以从中选取使电缆中间接头性能最好的第三最优值。
其中，第三预设条件的设计考虑了导体线芯割断处的电场分布、加工工艺和成型技术以及生产成本等因素。
在一个实施例中，第三预设条件为：反应力锥长度的取值使反应力锥表面电场强度变化相对平缓，并且反应力锥的切削难度不大于预设难度阈值。具体的，反应力锥长度的最优值应保证反应力锥表面电场强度小于预设强度阈值，且易于加工。一般反应力锥由安装现场制作而成，反应力锥过长或者过短、或过尖都不易切削，且反应力锥过长会使中间接头整体长度增加，成本较高。
在一个实施例中，第三待优化参数是屏蔽管参数。屏蔽管参数包括屏蔽管长度和屏蔽管厚度。计算机设备根据导体线芯开剥长度确定屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。计算机设备在预设范围内为屏蔽管长度和屏蔽管厚度分别选取至少两个第三预选值。
在一个实施例中，计算机设备根据屏蔽管参数的理论值确定预设范围。例如，在屏蔽管参数的理论值的附近分别选取至少两个预选值。
在一个实施例中，计算机设备以屏蔽管参数的理论值为中心，在理论值的左边和右边以一个固定的间隔分别选取至少两个预选值。
在一个实施例中，计算机设备将增强绝缘层厚度的第一最优值、应力锥长度的第二最优值和屏蔽管参数的第三预选值的组合数据输入仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出。第三仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
在一个实施例中，第三预设条件为：屏蔽管参数使应力锥表面电场强度变化相对平缓且屏蔽管厚度的取值符合成型加工要求。屏蔽管参数的最优值应保证应力锥表面电场强度的最大值小于预设强度阈值，且易于加工，并且成本最小。
在一个实施例中，如图3所示，计算机设备按照如下步骤对电缆中间接头的参数进行优化。
S302，计算机设备分别确定增强绝缘层厚度的理论值、应力锥长度的理论值、反应力锥长度的理论值。
S304，根据各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型。
S306，将增强绝缘层厚度作为变量，并在预设范围内为增强绝缘层厚度选取至少两个第一预选值。
S308，将应力锥长度的理论值、反应力锥长度的理论值和增强绝缘层厚度的预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出。
S310，根据各组第一仿真输出和第一预设条件，在第一预选值中为增强绝缘层厚度选取第一最优值。
S312，将应力锥长度作为变量，并在预设范围内为应力锥长度选取至少两个第二预选值。
S314，将增强绝缘层厚度的第一最优值、反应力锥长度的理论值和应力锥长度的第二预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出。
S316，根据各组第二仿真输出和第二预设条件，在第二预选值中为应力锥长度选取第二最优值。
S318，将反应力锥长度作为变量，并在预设范围内为反应力锥长度选取至少两个第三预选值。
S320，将增强绝缘层厚度的第一最优值、应力锥长度的第二最优值和反应力锥长度的第三预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出。
S322，根据各组第三仿真输出和第三预设条件，在第三预选值中为反应力锥长度选取第三最优值。
上述S302至S322的具体内容可以参考上述S102至S110中的具体实现过程。
计算机设备在第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数的理论值的基础上建立仿真模型，利用仿真模型分别对第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数进行优化迭代。通过分析每一个待优化参数的仿真输出结果，并分别结合第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件选取第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数的最优值。第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件的设计考虑了导体线芯割断处的电场分布、加工工艺和成型技术以及生产成本等因素。计算机设备根据选取指令选取最优值的过程综合考虑了产品成本和性能，在保证产品性能优良的条件下节省成本，并且还要满足电缆中间接头的成型工艺与施工难度的要求。计算机设备对电缆中间接头的参数的优化的过程兼顾了电场理论分析、成型工艺、现场施工等多方面因素，产品验证周期短，生产效率高。
在一个实施例中，对工频额定电压为26/35kV，电缆本体绝缘层的外半径为185mm的中间接头的结构进行优化。以反应力锥长度作为变量，应力锥长度和增强绝缘层厚度为确定值，通过优化迭代获得反应力锥长度的最优值。本实施例中，U＝21KV，r0＝0.008m，Rn＝0.037m，tgα1＝0.21，R＝0.0185m。
将上述数值代入公式计算可得：
ET＝U/r0 ln(Rn/r0)*tgα1＝21/0.008ln(0.037/0.008)*0.21＝360kV/m
L01＝(R-r0)/tgα1＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
＝(0.0185-0.008)*21/0.008*360ln(0.037/0.008)＝0.05m＝50mm
通过计算得到的反应力锥长度的理论值为50mm。中间接头的材料参数如表1所示，将表1中参数代入有限元分析仿真软件对中间接头内部电场进行仿真分析，仿真电压为117kV。
表1
| 材质 | 铜 | 半导电层 | XLPE | 硅橡胶 | 填充/增强绝缘 |
| 介电常数 | 10000 | 500 | 2.3 | 2.8 | 2.8 |
为了使切削难度尽可能小，在反应力锥长度的理论值前后选取的预选值为：30mm、35mm、40mm、45mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm，并将上述预选值和增强绝缘层厚度的理论值、应力锥长度的理论值组成组合数据，并依次代入有限元电场仿真分析模型进行仿真运算。
其中，反应力锥长度取值为30mm和35mm时，反应力锥表面电场强度的仿真图如图4所示，A点的纵坐标和B点的纵坐标的差值表示反应力锥长度30mm；A点和B点之间的直线的灰度表示反应力锥长度为30mm时反应力锥表面的电场强度。将A、B两点之间直线的灰度和灰度坐标a进行比对可以得到在反应力锥长度为30mm时，反应力锥表面的电场强度的最大值为7.07563MV/m，反应力锥表面的电场强度的最小值为3.64230MV/m。
C点的纵坐标和D点的纵坐标的差值表示反应力锥长度35mm；A点和B点之间的直线的灰度表示反应力锥长度为35mm时反应力锥表面的电场强度。将C、D两点之间的直线的灰度和灰度坐标b进行比对可以得到在反应力锥长度为35mm时，反应力锥表面的电场强度的最大值为7.02120MV/m，反应力锥表面的电场强度的最小值为3.65445MV/m。
将电缆中间接头的灰度和灰度坐标c进行比对可以得到在30mm和35mm时电缆中间接头表面的电场分布。
反应力锥长度取值为40mm和45mm时，反应力锥表面电场强度的电场仿真图如图5所示。E点的纵坐标和F点的纵坐标的差值表示反应力锥长度40mm；E点和F点之间的直线的灰度表示反应力锥长度为40mm时反应力锥表面的电场强度。将E、F两点之间的直线的灰度和灰度坐标a进行比对可以得到在反应力锥长度为40mm时，反应力锥表面的电场强度的最大值为7.00531MV/m，反应力锥表面的电场强度的最小值为3.66346MV/m。
G点的纵坐标和H点的纵坐标的差值表示反应力锥长度45mm；G点和H点之间的直线的灰度表示反应力锥长度为45mm时反应力锥表面的电场强度。将G、H两点之间的直线的灰度和灰度坐标b进行比对可以得到在反应力锥长度为45mm时，反应力锥表面的电场强度的最大值为7.01191MV/m，反应力锥表面的电场强度的最小值为3.66667MV/m。
将电缆中间接头的灰度和灰度坐标c进行比对可以得到在40mm和45mm时电缆中间接头表面的电场分布。
反应力锥长度取值不同时，电缆中间接头反应力锥表面的电场强度的最大值、最小值如表2所示。
表2
| 反应力锥长度(mm) | 最大值(kV/mm) | 最小值(kV/mm) |
| 30 | 7.07563 | 3.64230 |
| 35 | 7.02120 | 3.65445 |
| 40 | 7.00531 | 3.66346 |
| 45 | 7.01191 | 3.66667 |
| 50 | 7.06562 | 3.67735 |
| 55 | 7.10811 | 3.67886 |
| 60 | 7.15892 | 3.68303 |
| 65 | 7.19657 | 3.68722 |
| 70 | 7.23862 | 3.69780 |
| 75 | 7.27351 | 3.69384 |
| 80 | 7.32253 | 3.70414 |
| 85 | 7.34958 | 3.72431 |
| 90 | 7.38464 | 3.72585 |
| 95 | 7.41696 | 3.75197 |
由上表可以看出，反应力锥长度取值为40mm时，反应力锥表面电场强度的最大值最小，满足电场理论要求。并且40mm长的反应力锥的切削难度不大于预设难度阈值，易于加工，施工难度小。由于40mm在反应力锥长度的所有预选值中属于长度较小的预选值，反应力锥长度较短使中间接头的整体长度较短，可以降低中间接头的成本。因此，计算机设备根据选取指令选取40mm长度作为反应力锥长度的最优值。
上述实施例中，首先确定待优化电缆中间接头的所有待优化参数的理论值，并根据理论值建立仿真模型。然后，将第一待优化参数作为变量，并利用仿真模型的仿真输出和预设条件对第一待优化参数进行优化设计。通过建立仿真模型对电缆中间接头进行仿真测试得到第一仿真输出，并结合第一预设条件可以快速的对电缆中间接头的第一待优化参数进行优化设计，产品的设计周期短，生产效率高。应该理解的是，虽然图1、3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1、3中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种电缆中间接头的参数优化装置，包括：确定模块602、建立模块604、选取模块606和仿真运算模块608，其中：
确定模块602，用于确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；
建立模块604，用于根据各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；
选取模块606，用于将第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为第一待优化参数选取至少两个第一预选值；
仿真运算模块608，用于将包括第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值和第一预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；组合数据的组数与第一预选值的个数相同；
选取模块606，还用于根据各组第一仿真输出和第一预设条件，在至少两个第一预选值中为第一待优化参数选取第一最优值，以便基于第一最优值制作电缆中间接头。
上述实施例中，首先确定待优化电缆中间接头的所有待优化参数的理论值，并根据理论值建立仿真模型。然后，将第一待优化参数作为变量，并利用仿真模型的仿真输出和预设条件对第一待优化参数进行优化设计。通过建立仿真模型对电缆中间接头进行仿真测试得到第一仿真输出，并结合第一预设条件可以快速的对电缆中间接头的第一待优化参数进行优化设计，产品的设计周期短，生产效率高。
在一个实施例中，装置还包括：
所述选取模块606，还用于将第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为第二待优化参数选取至少两个第二预选值；
仿真运算模块608，还用于将包括第一待优化参数的第一最优值、第三待优化参数的理论值和第二预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；组合数据的组数与第二预选值的个数相同；
选取模块606，还用于根据各组仿真输出和第二预设条件，在至少两个第二预选值中为第二变量选取第二最优值，以便基于第一最优值和第二最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，装置还包括：
选取模块606，还用于将第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为第三待优化参数选取至少两个第三预选值；
仿真运算模块608，还用于将包括第一待优化参数的最优值、第二待优化参数的最优值和第三预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；组合数据的组数与第三预选值的个数相同；
选取模块606，还用于根据各组仿真输出和第三预设条件，在至少两个第三预选值中为第三变量选取第三最优值，以便基于第一最优值、第二最优值和第三最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，
每一组仿真输出均包括指定位置电场强度的最大值和最小值，仿真输出包括第一仿真输出、第二仿真输出和第三仿真输出。
在一个实施例中，第一待优化参数为增强绝缘层厚度；第二待优化参数为应力锥长度；第三待优化参数为反应力锥长度或者屏蔽管参数。
在其中一个实施例中，
当将增强绝缘层厚度或者应力锥长度或者屏蔽管参数设置为变量时，每一组仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值；
当将反应力锥长度设置为变量时，每一组仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
在一个实施例中，确定模块，还用于：
根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1 exp(U/r1En)-R
其中，r1为待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径；
根据第二计算式计算待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径；
当第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
当第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
关于电缆中间接头的参数优化装置的具体限定可以参见上文中对于电缆中间接头的参数优化方法的限定，在此不再赘述。上述电缆中间接头的参数优化装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电缆中间接头的参数优化数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电缆中间接头的参数优化方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电缆中间接头的参数优化方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7和图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；根据各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；将第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为第一待优化参数选取至少两个第一预选值；将包括第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值和第一预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；组合数据的组数与第一预选值的个数相同；根据各组第一仿真输出和第一预设条件，在至少两个第一预选值中为第一待优化参数选取第一最优值，以便基于第一最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为第二待优化参数选取至少两个第二预选值；将包括第一待优化参数的第一最优值、第三待优化参数的理论值和第二预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；组合数据的组数与第二预选值的个数相同；根据各组仿真输出和第二预设条件，在至少两个第二预选值中为第二待优化参数选取第二最优值，以便基于第二最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为第三待优化参数选取至少两个第三预选值；
将包括第一待优化参数的最优值、第二待优化参数的最优值和第三预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；组合数据的组数与第三预选值的个数相同；
根据各组仿真输出和第三预设条件，在至少两个第三预选值中为第三待优化参数选取第三最优值，以便基于第一最优值、第二最优值和第三最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：每一组仿真输出均包括指定位置电场强度的最大值和最小值，仿真输出包括第一仿真输出、第二仿真输出和第三仿真输出。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：第一待优化参数为增强绝缘层厚度；第二待优化参数为应力锥长度；第三待优化参数为反应力锥长度或者屏蔽管参数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：当将增强绝缘层厚度或者应力锥长度或者屏蔽管参数设置为变量时，每一组仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值；当将反应力锥长度设置为变量时，每一组仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值包括：根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1 exp(U/r1En)-R
其中，r1为待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径；
根据第二计算式计算待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径；
当第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
当第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；根据各理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；将第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为第一待优化参数选取至少两个第一预选值；将包括第二待优化参数的理论值、第三待优化参数的理论值和第一预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；组合数据的组数与第一预选值的个数相同；根据各组第一仿真输出和第一预设条件，在至少两个第一预选值中为第一待优化参数选取第一最优值，以便基于第一最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为第二待优化参数选取至少两个第二预选值；将包括第一待优化参数的第一最优值、第三待优化参数的理论值和第二预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；组合数据的组数与第二预选值的个数相同；根据各组仿真输出和第二预设条件，在至少两个第二预选值中为第二待优化参数选取第二最优值，以便基于第二最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为第三待优化参数选取至少两个第三预选值；将包括第一待优化参数的最优值、第二待优化参数的最优值和第三预选值的组合数据输入仿真模型，通过仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；组合数据的组数与第三预选值的个数相同；根据各组仿真输出和第三预设条件，在至少两个第三预选值中为第三待优化参数选取第三最优值，以便基于第一最优值、第二最优值和第三最优值制作电缆中间接头。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：每一组仿真输出均包括指定位置电场强度的最大值和最小值，仿真输出包括第一仿真输出、第二仿真输出和第三仿真输出。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：第一待优化参数为增强绝缘层厚度；第二待优化参数为应力锥长度；第三待优化参数为反应力锥长度或者屏蔽管参数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：当将增强绝缘层厚度或者应力锥长度或者屏蔽管参数设置为变量时，每一组仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值；当将反应力锥长度设置为变量时，每一组仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值包括：根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1exp(U/r1En)-R
其中，r1为待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径；
根据第二计算式计算待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径；
当第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
当第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电缆中间接头的参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：
确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；
根据各所述理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；
将所述第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第一待优化参数选取至少两个第一预选值；
将包括所述第二待优化参数的理论值、所述第三待优化参数的理论值和所述第一预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；所述组合数据的组数与所述第一预选值的个数相同；
根据各组所述第一仿真输出和第一预设条件，在所述至少两个第一预选值中为所述第一待优化参数选取第一最优值，以便基于所述第一最优值制作电缆中间接头。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第二待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第二待优化参数选取至少两个第二预选值；
将包括所述第一待优化参数的第一最优值、所述第三待优化参数的理论值和所述第二预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第二仿真输出；所述组合数据的组数与所述第二预选值的个数相同；
根据各组所述第二仿真输出和第二预设条件，在所述至少两个第二预选值中为所述第二待优化参数选取第二最优值，以便基于所述第一最优值和所述第二最优值制作电缆中间接头。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第三待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第三待优化参数选取至少两个第三预选值；
将包括所述第一待优化参数的最优值、所述第二待优化参数的最优值和所述第三预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第三仿真输出；所述组合数据的组数与所述第三预选值的个数相同；
根据各组所述第三仿真输出和第三预设条件，在所述至少两个第三预选值中为所述第三待优化参数选取第三最优值，以便基于所述第一最优值、所述第二最优值和所述第三最优值制作电缆中间接头。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每一组仿真输出均包括指定位置电场强度的最大值和最小值，所述仿真输出包括所述第一仿真输出、所述第二仿真输出和所述第三仿真输出。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一待优化参数为增强绝缘层厚度；所述第二待优化参数为应力锥长度；所述第三待优化参数为反应力锥长度或者屏蔽管参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
当将所述增强绝缘层厚度或者所述应力锥长度或者所述屏蔽管参数设置为变量时，每一组所述仿真输出包括应力锥表面的电场强度最大值和最小值；
当将所述反应力锥长度设置为变量时，每一组所述仿真输出包括反应力锥表面的电场强度最大值和最小值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值包括：
根据第一计算式计算待优化电缆中间接头的增强绝缘层厚度的理论值；所述第一计算式为：
Δn＝Rn-R＝r1exp(U/r1En)-R
其中，r1为所述待优化电缆中间接头的线芯连接管半径，U为电缆承受电压，En为所述待优化电缆中间接头中的线芯连接管表面的电场强度，Rn为所述待优化电缆中间接头的增强绝缘层半径，R为电缆本体绝缘层的外半径；
根据第二计算式计算所述待优化电缆中间接头的应力锥长度的理论值；所述第二计算式为：
LK＝U/ET ln(ln Rn/r0/ln R/r0)
其中，ET为反应力锥表面最大轴向场强，r0为导体线芯半径；
当所述第三待优化参数为反应力锥长度时，根据第三计算式计算所述待优化电缆中间接头的反应力锥长度的理论值；所述第三计算式为：
L01＝(R-r0)U/(r0ET ln(Rn/r0))
当所述第三待优化参数为屏蔽管参数时，根据导体线芯开剥长度确定所述屏蔽管参数中屏蔽管长度的理论值，以及在预设厚度范围内选取所述屏蔽管参数中屏蔽管厚度的理论值。
8.一种电缆中间接头的参数优化装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，用于确定待优化电缆中间接头的第一待优化参数、第二待优化参数和第三待优化参数分别对应的理论值；
建立模块，用于根据各所述理论值、电缆基本参数和电缆材料参数建立仿真模型；
选取模块，用于将所述第一待优化参数作为变量，并在预设范围内为所述第一待优化参数选取至少两个第一预选值；
仿真运算模块，用于将包括所述第二待优化参数的理论值、所述第三待优化参数的理论值和所述第一预选值的组合数据输入所述仿真模型，通过所述仿真模型进行仿真运算得到至少两组第一仿真输出；所述组合数据的组数与所述第一预选值的个数相同；
所述选取模块，还用于根据各组所述第一仿真输出和第一预设条件，在所述至少两个第一预选值中为所述第一待优化参数选取第一最优值，以便基于所述第一最优值制作电缆中间接头。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010482541.8A CN111814266B (zh) | 2020-05-29 | 电缆中间接头的参数优化方法、装置、设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010482541.8A CN111814266B (zh) | 2020-05-29 | 电缆中间接头的参数优化方法、装置、设备和存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111814266A true CN111814266A (zh) | 2020-10-23 |
| CN111814266B CN111814266B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103630804A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-03-12 | 国家电网公司 | 电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法 |
| CN105808881A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-27 | 顺德职业技术学院 | 高压电缆中间接头的有限元优化设计方法 |
| CN110286301A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-09-27 | 广东电网有限责任公司 | 一种模拟高压电缆中间接头界面沿面放电试验方法 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103630804A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-03-12 | 国家电网公司 | 电缆中间接头绝缘表面导电微粒局部放电模型制作方法 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周志敏: "35kV交联聚乙烯电缆接头的设计与计算", 冶金动力, no. 5, pages 21 - 23 * |
| 樊友平等: "110kV XLPE电缆GIS内锥插拔式快速中间接头的设计", 高电压技术, vol. 42, no. 2, pages 485 - 495 * |
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