CN117195512A - Xlpe电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备 - Google Patents

Xlpe电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备 Download PDF

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CN117195512A
CN117195512A CN202311064436.2A CN202311064436A CN117195512A CN 117195512 A CN117195512 A CN 117195512A CN 202311064436 A CN202311064436 A CN 202311064436A CN 117195512 A CN117195512 A CN 117195512A
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黄应敏
胡超强
王骞能
邹科敏
邵源鹏
高伟光
许翠珊
梁志豪
陈喜东
游仿群
杨展鹏
丁明
吴仕良
黄梓维
邓春晖
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Abstract

本申请公开了一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备,本申请属于电力设施技术领域。该装置可以包括:样本获取模块,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;热氧老化模型构建模块,用于得到各温度环境中的标准老化程度曲线;修正系数确定模块,用于得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;修正模块,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据上述数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并对目标老化程度曲线进行修正,得到在用XLPE电缆的拟合老化曲线。本技术方案,根据力学参数与获取的力学数据确定目标老化程度曲线与修正系数,可以提高预计老化程度的效率与准确性。

Description

XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备
技术领域
本申请属于电力设施技术领域,具体涉及一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备。
背景技术
XLPE电缆可以是一种采用交联聚乙烯(Cross-Linked Polyethylene)作为绝缘层的电缆,具有优异的机械强度、电气性能和耐热性能,已经被广泛应用于各个领域中。XLPE电缆在使用过程中需要承受拉伸、弯曲以及挤压等力学作用,这些力学作用可以导致电缆内部的绝缘材料和金属导体受到应力,从而加速XLPE电缆的老化。因此,根据不同力学参数对XLPE电缆的影响,预计XLPE电缆的使用寿命,及时对过于老化的XLPE电缆进行替换,是十分必要的。
现有技术通过根据特征参数的实时数据对电缆绝缘老化状态进行诊断,但在诊断之前必须建立基于特征参数的电缆绝缘现场老化规律,这就需要对在运电缆长期追踪取样检测,是非常耗时的。因此,如何根据不同力学参数对XLPE电缆的影响,快速、准确地预计XLPE电缆的使用寿命是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备,目的在于根据力学参数对不同温度环境中的XLPE电缆的标准老化程度曲线进行修正,从而实现提高老化程度的预计效率以及提高预计结果的准确性的效果,并扩大装置的适用范围。
第一方面,本申请实施例提供了一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,所述装置包括:
样本获取模块,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
热氧老化模型构建模块,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
修正系数确定模块,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
修正模块,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
第二方面,本申请实施例提供了一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法,所述方法包括:
通过样本获取模块获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
通过热氧老化模型构建模块对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
通过修正系数确定模块采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
通过修正模块获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面,本申请实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第五方面,本申请实施例提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第一方面所述的方法。
在本申请实施例中,样本获取模块,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;热氧老化模型构建模块,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;修正系数确定模块,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;修正模块,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。通过上述XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,通过构建相同参数XLPE电缆的标准老化程度曲线,可以为预计XLPE电缆的使用寿命快速提供准确的数据参考,通过根据力学参数对不同温度环境中的XLPE电缆的标准老化程度曲线进行修正,可以预计不同环境下的XLPE电缆的使用寿命,提高预计结果的准确度,扩大本装置的适用范围。
附图说明
图1是本申请实施例一提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图;
图2是本申请实施例二提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图;
图3是本申请实施例三提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图;
图4是本申请实施例四提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图;
图5是本申请实施例五提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图;
图6是本申请实施例六提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理,但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置、方法及设备进行详细地说明。
实施例一
图1是本申请实施例一提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图。如图1所示,具体包括如下步骤:
样本获取模块110,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
热氧老化模型构建模块120,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
修正系数确定模块130,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
修正模块140,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
本申请适用于根据力学参数对不同环境温度中的标准老化程度曲线进行修正,确定在用XLPE电缆的预计使用寿命的场景。具体的,对于标准老化程度曲线、目标老化程度曲线与目标修正系数的确定可以由智能终端设备执行,当在用XLPE电缆即将到达预计使用寿命时,工作人员及时替换老化的XLPE电缆,防止XLPE电缆因过度老化而出现故障,影响电力系统的正常运行。
基于上述使用场景,可以理解的,本申请的执行主体可以是该智能终端设备,例如台式电脑、笔记本电脑、手机、平板电脑以及交互式多媒体设备等,此处不做过多的限定。
样本获取模块110,可以是由输送带式自动切割机以及由计算机的微处理芯片等组成,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本。
XLPE电缆可以是一种绝缘层采用交联聚乙烯(Cross-Linked Polyethylene)的电缆,广泛应用于输电、配电、工业和建筑等领域,是一种高性能、可靠性强的电缆产品。XLPE电缆的绝缘层具有低介电损耗和高介电强度,因此能够承受较高的电场强度和电压水平,并有效减少电缆损耗;由于交联聚乙烯的结构稳定,XLPE电缆的绝缘层能够承受高温环境,具有较好的耐热性能,能够满足各种复杂的使用条件;由于交联聚乙烯的分子结构变得更加紧密,XLPE电缆的绝缘层具有高机械强度和抗拉强度,能够有效抵抗外部冲击和振动。
样本可以是从总体中选取的一部分观察值或数据点,这些观察值被用来生成对于总体特性的估计。具体的,新电缆样本可以是与在用XLPE电缆具有相同参数的XLPE电缆生产过程中随机截取出的多条XLPE电缆。参数可以包括XLPE电缆的物理参数与工作参数,物理参数可以包括长度、线芯个数、线芯直径以及绝缘层厚度等,工作参数可以包括额定电压、额定电流、电阻、电容以及电感等。
本方案中,输送带式自动切割机可以是一种通过输送带将电缆送去切割区域,对电缆进行切割的自动化设备。获取新电缆样本的方式,可以采用将长度参数输入进输送带式自动切割机,输送带式自动切割机开启,并自动切割XLPE电缆,来完成新电缆样本的获取。
热氧老化模型构建模块120,可以是由热老化箱以及计算机的微处理芯片等组成,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线。
温度可以是热老化箱中的空气的冷度或热度,单位为摄氏度(℃)。
热老化箱可以是一种专门用于进行热老化实验的设备,主要用于模拟电缆长期使用过程中的高温环境,以加速电缆的老化过程,获取电缆的老化程度数据。热老化箱一般由箱体、加热系统、温度控制系统、通风系统以及监测系统等组成。热老化箱的箱体一般由不锈钢制成,具有较好的耐腐蚀性和耐高温性;加热系统一般由电加热器、加热管或加热板等设备组成,可以精确控制热老化试验的温度;温度控制系统可以根据试验需要精确控制试验温度,并能够自动记录试验过程中的温度变化情况;通风系统可以保持试验环境的通风和湿度状态,避免试验过程中产生的湿气和气味对测试结果的影响;监测系统可以对电缆进行电气性能和物理性能等指标的测试和监测,以获得其老化程度数据。
老化程度曲线可以是一条以时间为横轴、以老化程度为纵轴的平滑曲线。其中,老化程度可以用XLPE电缆的某项性能指标的变化程度表示,例如XLPE电缆的电阻、电容以及介电损耗等电气性能指标,或XLPE电缆的拉伸强度以及断裂伸长率等物理性能指标。标准老化程度曲线可以是用于为确定在用XLPE电缆的老化程度曲线提供数据基础的老化程度曲线。
得到标准老化程度曲线的方式,可以采用建立以时间为横轴、以老化程度为纵轴的平面直角坐标系,持续对新电缆样本进行电气性能和物理性能等指标的测试和监测,计算机将采集到的电气性能和物理性能等指标数据的变化程度并转化为老化程度,并将老化程度以及相应的采集时间标记在平面直角坐标系中,直至新电缆样本出现故障结束测试和监测,最后使用插值法将这些标点拟合为一条光滑曲线。通过将热老化箱的温度设置为不同数值,重复上述操作,可以获得不同温度环境的标准老化程度曲线。其中,插值法可以是利用函数f(x)在某区间中已知的若干点的函数值作出特定函数的方法,常见的插值法有拉格朗日多项式插值法、牛顿插值法、分段线性插值法、Hermite插值法以及三次样条插值法等。
修正系数确定模块130,可以是由压力机以及计算机的微处理芯片等组成,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
压力机可以施加压缩、拉伸以及弯曲等不同形式的力,用于测试材料的强度、韧性以及硬度等力学性能。
力学参数可以包括受力方向与受力大小。受力方向可以是力对XLPE电缆的作用方向,一般使用矢量表示;受力大小可以是力的强度大小,一般使用标量表示,单位为牛顿(N)。
修正系数可以是修正后各标准老化程度曲线上各个时间点对应的老化程度与当前老化程度之间的比值。得到修正系数的方式,可以采用保持新电缆样本的受力大小不变并采用至少两个受力方向的力学参数进行测试,或保持新电缆样本的受力方向不变并采用至少两个受力大小的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
在本方案中,可选的,所述修正系数确定模块,具体用于:
采用至少两个受力方向的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
进行测试的方式,可以采用工作人员通过计算机向压力机输入力学参数,压力机根据力学参数调整液压系统,以调整施加在新电缆样本上的力。
XLPE电缆发生弯曲可以导致绝缘材料发生破坏和加速老化,从而降低XLPE电缆的绝缘性能,还可以导致XLPE电缆内部的金属导体发生变形,从而降低电缆的导电性能。因此,受力方向与XLPE电缆的水平方向之间的夹角越大,标准老化程度曲线中各个时间点所对应的老化程度越高。确定修正系数的方式,可以采用确定与XLPE电缆水平方向之间的夹角为0°的受力方向所对应的修正系数为1,确定与XLPE电缆水平方向之间的夹角为90°的受力方向所对应的修正系数为10,其它受力方向所对应的修正系数的计算公式为:
其它力的方向所对应的修正系数
=该力的方向与XLPE电缆水平方向之间的夹角/90°×10
本方案这样设置,通过确定不同受力方向所对应的修正系数,可以预测在不同方向的力的作用下的在用XLPE电缆的老化程度,从而实现扩大本装置的应用范围,提高实用性与准确性的效果。
在本方案中,可选的,所述修正系数确定模块,具体用于:
采用至少两个受力大小的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
对于XLPE电缆的拉伸和挤压可以导致绝缘材料发生破坏和加速老化,从而降低XLPE电缆的绝缘性能,还可以导致XLPE电缆内部的金属导体发生变形,从而降低电缆的导电性能。因此,力越大,标准老化程度曲线中各个时间点所对应的老化程度越高。确定修正系数的方式,可以采用确定标准值所对应的修正系数为1,其它受力大小所对应的修正系数为该受力大小与标准值的比值。其中,标准值可以是基于历史在用XLPE电缆的力的参数,对所有受力大小数据取平均值得到。
本方案这样设置,通过确定不同受力大小所对应的修正系数,可以预测在不同大小的力的作用下的在用XLPE电缆的老化程度,从而实现扩大本装置的应用范围,提高实用性与准确性的效果。
修正模块140,用于根据温度数据和力学数据确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并将修正后的目标老化程度曲线确定为所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
确定目标老化程度曲线与目标修正系数的方式,可以采用根据温度数据构建温度变化曲线,从各标准老化程度曲线中选出温度环境与所述温度变化曲线相似度最高的标准老化曲线作为目标老化程度曲线,确定与力学数据最接近的力学参数所对应的修正系数为目标修正系数。
其中,温度变化曲线可以是一条展示温度在时间轴上的变化趋势的曲线;构建温度变化曲线的方式,可以采用建立以时间为横轴、以温度为纵轴的平面直角坐标系,每相隔1秒采集一次在用XLPE电缆的温度数据,计算机将采集到的温度数据以及相应的采集时间标记在平面直角坐标系中,最后使用插值法将这些标点拟合为一条光滑曲线。
具体的,确定与力学数据最接近的力学参数所对应的修正系数的方式,可以采用计算力学参数中的受力方向与力学数据中的受力方向的偏差程度,计算力学参数中的受力大小与力学数据中的受力大小的偏差程度,根据两个偏差程度为力学参数中的受力方向所对应的修正系数与受力大小所对应的修正系数进行加权,最后根据两个修正系数的权值计算得到力学参数整体所对应的修正系数。其中,权值可以表现某一因素或指标相对于某一事物的重要程度,具体的表现了受力方向所对应的修正系数对力学参数整体所对应的修正系数的影响程度,或表现了受力大小所对应的修正系数对力学参数整体所对应的修正系数的影响程度。
对目标老化程度曲线进行修正的方式,可以采用将目标老化程度曲线上各个时间点所对应的老化程度与目标修正系数作乘法运算得到目标老化程度,对各个目标老化程度使用插值法拟合为一条光滑曲线。
在本申请实例中,样本获取模块,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;热氧老化模型构建模块,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;修正系数确定模块,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;修正模块,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。本技术方案,通过构建相同参数XLPE电缆的标准老化程度曲线,可以为预计XLPE电缆的使用寿命快速提供准确的数据参考,通过根据力学参数对不同温度环境中的XLPE电缆的标准老化程度曲线进行修正,可以预计不同环境下的XLPE电缆的使用寿命,提高预计结果的准确度,扩大本装置的适用范围。
实施例二
图2是本申请实施例二提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图。本方案在上述实施例的基础上做出了更优的改进,具体改进为:所述修正系数确定模块,具体用于:识别所述力学参数的施加类型为持续施加类型或者为周期性施加类型;若为周期性施加类型,则根据所述周期性施加类型的第一变换系数对所述修正系数进行第一比例变换,得到第一比例变换后的修正系数。
如图2所示,所述装置包括:
样本获取模块210,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
热氧老化模型构建模块220,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
修正系数确定模块230,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
修正模块240,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
其中,所述修正系数确定模块230,具体用于:识别所述力学参数的施加类型为持续施加类型或者为周期性施加类型;若为周期性施加类型,则根据所述周期性施加类型的第一变换系数对所述修正系数进行第一比例变换,得到第一比例变换后的修正系数。
持续施加类型可以是指在时间轴上不发生变化的力学参数类型。周期性施加类型可以是指在时间轴上发生周期变化的力学参数类型,其中,周期可以是力学参数发生重复变化的时间间隔。识别的方式,可以采用使用例如MATLAB以及LabVIEW等分析软件进行识别。
确定第一比例变换系数的方式,可以采用将周期性施加类型的力学参数表示成一组不同频率的正弦波的叠加,每个正弦波的振幅和相位可以用一组系数来描述,其中频率最低的正弦波的振幅的系数描述即为第一比例变换系数。
进行第一比例变换的方式,可以采用将修正系数与第一比例变换系数作乘法运算。
本技术方案这样设置的好处是,通过对周期性施加类型的力学参数的修正系数进行变换,可以预测在周期性施加类型的力学参数下的在用XLPE电缆的老化程度,从而实现扩大本装置的应用范围,提高实用性与准确性的效果。
实施例三
图3是本申请实施例三提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图。本方案在实施例一的基础上做出了更优的改进,具体改进为:所述修正系数确定模块,具体用于:识别所述力学参数的受力类型为拉伸力类型或者为剪切力类型;若为剪切力类型,则根据所述剪切力类型的第二变换系数对所述修正系数进行第二比例变换,得到第二比例变换后的修正系数;其中,所述第二变换系数是预先根据剪切力类型相对于拉伸力类型进行老化测试得到的。
如图3所示,所述装置包括:
样本获取模块310,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
热氧老化模型构建模块320,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
修正系数确定模块330,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
修正模块340,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
其中,所述修正系数确定模块330,具体用于:识别所述力学参数的受力类型为拉伸力类型或者为剪切力类型;若为剪切力类型,则根据所述剪切力类型的第二变换系数对所述修正系数进行第二比例变换,得到第二比例变换后的修正系数;其中,所述第二变换系数是预先根据剪切力类型相对于拉伸力类型进行老化测试得到的。
拉伸力可以是作用于XLPE电缆的负载方向上的力,也可以称为张力;剪切力可以是垂直于XLPE电缆的负载方向、在平面内产生的力。识别的方式,可以采用使用力传感器等设备测量在用XLPE电缆所受到的力,然后使用有限元分析等方法模拟在用XLPE电缆在受到外力作用时的变形情况,从而识别在用XLPE电缆是否受到剪切力。其中,力传感器可以是一种测量力的装置,可以将受力物体所受到的力转换为电信号输出;有限元分析可以是一种工程分析方法,通过将连续物体划分为有限数量的小元素,将复杂的结构体系简化为一系列基本单元的组合,然后利用数值方法求解这些单元的行为,从而得到整个结构的力学特性和响应。
确定第二比例变换系数的方式,可以采用根据等效应力理论计算得到。等效应力理论可以是材料力学中常用的一种屈服准则,用于预测材料在受到复合载荷情况下的破坏,在这个准则中,材料的破坏取决于材料所受的所有应力分量的综合作用,而不是某一个应力分量的作用,因此不同方向上的应力分量(例如剪切力)可以被转化为一个等效应力(例如拉伸力),从而简化了材料的分析。
进行第二比例变换的方式,可以采用将修正系数与第二比例变换系数作乘法运算。
本技术方案这样设置的好处是,通过对剪切力类型的力学参数的修正系数进行变换,可以预测在剪切力类型的力学参数下的在用XLPE电缆的老化程度,从而实现扩大本装置的应用范围,提高实用性与准确性的效果。
实施例四
图4是本申请实施例四提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置的结构示意图。本方案在实施例二的基础上做出了更优的改进,具体改进为:所述修正系数确定模块,还具体用于:若为周期性施加类型,则对所述周期性施加类型的力学参数按照受力方向或者受力大小进行统计,根据统计结果确定受力方向的拟合结果或者受力大小的拟合结果。
如图4所示,所述装置包括:
样本获取模块410,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
热氧老化模型构建模块420,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
修正系数确定模块430,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
修正模块440,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
其中,所述修正系数确定模块430,具体用于:识别所述力学参数的施加类型为持续施加类型或者为周期性施加类型;若为周期性施加类型,则根据所述周期性施加类型的第一变换系数对所述修正系数进行第一比例变换,得到第一比例变换后的修正系数。
其中,所述修正系数确定模块430,还具体用于:若为周期性施加类型,则对所述周期性施加类型的力学参数按照受力方向或者受力大小进行统计,根据统计结果确定受力方向的拟合结果或者受力大小的拟合结果。
统计的方式,可以采用每相隔1秒采集一次在用XPLE电缆力学数据,并记录采集次数。
确定受力大小的拟合结果的方式,可以采用对于每个采集到的受力方向,将其表示为一个单位长度的矢量,将所有的单位矢量相加得到总矢量,将总矢量除以采集次数得到平均矢量,所得平均矢量的方向即为受力方向的拟合结果。
确定受力大小的拟合结果的方式,可以采用对所有采集到的在用XPLE电缆力学数据中的受力大小进行加和,并将加和结果除以采集次数得到受力大小平均值,所得受力大小平均值即为受力大小的拟合结果。
本技术方案这样设置的好处是,通过确定受力方向的拟合结果或者受力大小的拟合结果,可以简化修正系数的计算分析过程,实现提高拟合老化曲线的确定效率。
实施例五
图5是本申请实施例五提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法的流程示意图。如图5所示,具体包括如下步骤:
S501、通过样本获取模块获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
S502、通过热氧老化模型构建模块对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
S503、通过修正系数确定模块采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
S504、通过修正模块获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
在本申请实施例中,通过样本获取模块获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;通过热氧老化模型构建模块对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;通过修正系数确定模块采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;通过修正模块获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。上述XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法,通过构建相同参数XLPE电缆的标准老化程度曲线,可以为预计XLPE电缆的使用寿命快速提供准确的数据参考,通过根据力学参数对不同温度环境中的XLPE电缆的标准老化程度曲线进行修正,可以预计不同环境下的XLPE电缆的使用寿命,提高预计结果的准确度,扩大本装置的适用范围。
本申请实施例提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法与上述实施例所提供的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置相对应,具有相同的功能模块和有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
实施例六
如图6所示,本申请实施例还提供一种电子设备600,包括处理器601,存储器602,存储在存储器602上并可在所述处理器601上运行的程序或指令,该程序或指令被处理器601执行时实现上述XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
实施例七
本申请实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
其中,所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等。
实施例八
本申请实施例另提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现上述XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (10)

1.一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,其特征在于,所述装置包括:
样本获取模块,用于获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
热氧老化模型构建模块,用于对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
修正系数确定模块,用于采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
修正模块,用于获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
2.根据权利要求1所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,其特征在于,所述修正系数确定模块,具体用于:
采用至少两个受力方向的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
3.根据权利要求1所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,其特征在于,所述修正系数确定模块,具体用于:
采用至少两个受力大小的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
4.根据权利要求2或3所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,其特征在于,所述修正系数确定模块,具体用于:
识别所述力学参数的施加类型为持续施加类型或者为周期性施加类型;
若为周期性施加类型,则根据所述周期性施加类型的第一变换系数对所述修正系数进行第一比例变换,得到第一比例变换后的修正系数。
5.根据权利要求2或3所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,其特征在于,所述修正系数确定模块,具体用于:
识别所述力学参数的受力类型为拉伸力类型或者为剪切力类型;
若为剪切力类型,则根据所述剪切力类型的第二变换系数对所述修正系数进行第二比例变换,得到第二比例变换后的修正系数;其中,所述第二变换系数是预先根据剪切力类型相对于拉伸力类型进行老化测试得到的。
6.根据权利要求4所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正装置,其特征在于,所述修正系数确定模块,还具体用于:
若为周期性施加类型,则对所述周期性施加类型的力学参数按照受力方向或者受力大小进行统计,根据统计结果确定受力方向的拟合结果或者受力大小的拟合结果。
7.一种XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法,其特征在于,所述方法包括:
通过样本获取模块获取与在用XLPE电缆具有相同参数的新电缆样本;
通过热氧老化模型构建模块对所述新电缆样本采用不同的温度环境进行测试,得到各温度环境中的标准老化程度曲线;
通过修正系数确定模块采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数;
通过修正模块获取在用XLPE电缆的温度数据和力学数据,并根据所述温度数据和所述力学数据从各标准老化程度曲线中确定目标老化程度曲线以及确定目标修正系数,并基于所述目标修正系数对所述目标老化程度曲线进行修正,得到所述在用XLPE电缆的拟合老化曲线。
8.根据权利要求7所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法,其特征在于,通过修正系数确定模块采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数,包括:
采用至少两个受力方向的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
9.根据权利要求7所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法,其特征在于,通过修正系数确定模块采用不同的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数,包括:
采用至少两个受力大小的力学参数进行测试,得到各力学参数对标准老化程度曲线的影响,以得到各标准老化程度曲线在各力学参数下的修正系数。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器,存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求7-9中任一项所述的XLPE电缆热氧老化模型的力学参数修正方法的步骤。
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