本发明属于母线槽,具体而言,涉及一种旋转调节式母线槽及其寿命分析方法、介质及系统。
背景技术:
1、母线槽是电力输配系统中重要的传输部件,其在电力工程领域得到广泛应用。母线槽由铜、铝等导电材料制成,构成一种封闭的金属装置,用于为分散的电气设备和负载提供较大功率的电力供应。相比于传统的电线电缆,母线槽具有安全性高、可靠性强、布线简单等优点,在户内低压电力输送干线工程中越来越受到青睐。
2、传统的母线槽通常采用直角弯头设计。这种固定角度的弯头在安装时需要严格保证水平和垂直,才能确保美观整洁的线路布局。然而,这种严格的安装要求也增加了工程施工的复杂性,并导致一定程度的资源浪费。比如,现有的母线槽难以旋转调节,当现场情况无法满足水平垂直的布线条件时,就需要裁剪或定制特殊的弯头,这无疑增加了成本和施工难度。且母线槽在实际使用中,会随着时间逐渐老化,现有技术往往通过人工检测的方式对母线槽进行寿命判断,需要人工经验,且耗时耗力。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供一种旋转调节式母线槽及其寿命分析方法、介质及系统,能够解决现有的母线槽难以旋转调节及其寿命检测往往通过人工检测的方式对母线槽进行寿命判断,需要人工经验,且耗时耗力的技术问题。
2、本发明是这样实现的:
3、本发明的第一方面提供一种旋转调节式母线槽,其中,具有圆柱形的外壳,所述外壳的中轴线上设置有绝缘材料制成的支撑柱,所述支撑柱的顶端底端分别与所述外壳的两个内侧壁固定连接,所述支撑柱上等距设置有4个金属材料制成的接线圆盘,每个接线圆盘上设置有柱状凸起,所述柱状凸起的截面为长方形,所述柱状凸起用于作为所述旋转调节式母线槽的一个接线端;所述支撑柱中心还设置有绝缘材料制成的旋转轴,所述旋转轴上等距设置有4个金属材料制成的接线柱,所述接线柱的截面为“匚”字形,所述4个接线柱的“匚”字形分别包过4个所述接线圆盘超出所述支撑柱的部分,所述接线柱“匚”字形内侧壁与对应的所述接线圆盘外壁抵接,所述4个接线柱用于作为所述旋转调节式母线槽的另一个接线端。
4、其中,所述支撑柱由陶瓷材料制成,所述接线圆盘由铜材料制成,所述旋转轴由塑料材料制成,所述接线柱由铜合金材料制成。
5、本发明的第二方面提供一种旋转调节式母线槽的寿命分析方法,用于上述的旋转调节式母线槽的寿命进行分析,包括以下步骤:
6、s10、建立物理振动模型,用于计算接线柱"匚"字形内侧壁与对应的接线圆盘外壁的完全抵接度,所述考虑母线槽内部振动对接触面的影响,包括温度、湿度、电流载荷因素造成的热膨胀和机械应力;
7、s20、建立化学腐蚀模型,用于计算接线柱"匚"字形内侧壁与对应的接线圆盘外壁的接触面的腐蚀情况,所述化学腐蚀模型考虑环境腐蚀因素如空气湿度、盐雾对金属接触面的腐蚀影响;
8、s30、将化学物理振动模型和化学化学腐蚀模型相结合,建立综合接触面劣化模型,用于预测接触面随时间的劣化情况;其中,所述综合接触面劣化模型以物理振动模型和化学腐蚀模型的输出作为特征;
9、s40、收集多组旋转调节式母线槽的老化实验环境数据和老化数据输入综合接触面劣化模型中,对接触面劣化模型进行参数调整和优化,其中所述环境数据包括温度、湿度、电流载荷、环境腐蚀数据,所述老化数据包括接触面接触电阻、接触面磨损量、接触面腐蚀程度;
10、s50、基于优化后的综合接触面劣化模型,根据待测转调节式母线槽的使用环境数据预测待测旋转调节式母线槽的接触面在设计寿命期限内的劣化情况,从而评估母线槽的实际使用寿命。
11、进一步的,所述步骤s10具体包括:
12、建立包含接线柱和接线圆盘的振动力学模型,采用有限元法对模型进行振动特性分析,得到接触面在振动载荷作用下的位移和应变物理量;根据母线槽工作环境参数,建立温度场和应力场耦合模型,利用数值仿真方法计算接触面在热应力作用下的变形情况;将两种模型的结果进行叠加,得到接触面在振动和热应力共同作用下的完全抵接度。
13、进一步的,所述步骤s20具体包括:
14、根据母线槽所处环境的温度、湿度、盐雾浓度的参数,建立金属腐蚀动力学模型,采用电化学腐蚀理论计算接触面在腐蚀环境下的金属腐蚀速率;结合接触面的几何尺寸、材料性能的因素,建立金属腐蚀形貌演化模型,预测接触面在腐蚀环境下的腐蚀形态和深度;将腐蚀速率和腐蚀形貌两个模型的结果耦合,得到接触面在化学腐蚀作用下的劣化情况。
15、进一步的,所述步骤s30具体包括:
16、确定物理振动模型和化学腐蚀模型的权重系数,根据具体环境条件适当调整两个模型的相对重要性;将两个模型的输出结果按照加权的方式叠加,建立一个综合的接触面劣化模型,用于描述接触面在振动和腐蚀共同作用下的综合劣化过程,预测接触面随使用时间的变化情况。
17、进一步的,对接触面劣化模型进行参数调整和优化的方法具体是:采用参数辨识算法对综合劣化模型的关键参数进行优化校准,使模型预测结果与实测老化数据吻合度更高;通过多组实验数据的验证,不断优化模型参数。
18、进一步的,所述步骤s50具体包括:
19、收集待测母线槽的使用环境参数,并输入到优化后的综合劣化模型中,通过数值模拟计算,预测待测母线槽接触面在设计寿命期限内的劣化程度变化情况;若综合劣化程度在设计寿命期限内超过50%,则判定该母线槽的实际使用寿命已经达到极限,需要进行更换;反之,若劣化程度在设计寿命期限内未超过50%,则判定该母线槽的实际使用寿命还在设计寿命范围内。
20、本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质中存储有程序指令,所述程序指令运行时,用于执行上述的一种旋转调节式母线槽及其寿命分析方法。
21、本发明的第四方面提供一种旋转调节式母线槽的寿命分析系统,其中,包含上述的计算机可读存储介质。
22、与现有技术相比较,本发明提供的一种旋转调节式母线槽及其寿命分析方法、介质及系统的有益效果是:本发明提供的旋转调节式母线槽的支撑柱提供了绝缘支撑,接线圆盘和接线柱构成了可旋转调节的接线机构。当需要调节母线槽的接线时,只需转动旋转轴,接线柱与接线圆盘的接触位置就会发生变化,从而实现接线的调节。本发明提供的寿命分析方法采用通过建立物理振动模型、化学腐蚀模型,并将二者结合,可以较为准确地预测接触面在设计寿命期限内的劣化趋势,为用户提供更加科学的使用寿命预测建议。综上所述,本发明解决了现有的母线槽难以旋转调节及其寿命检测往往通过人工检测的方式对母线槽进行寿命判断,需要人工经验,且耗时耗力的技术问题。
1.一种旋转调节式母线槽,其特征在于,具有圆柱形的外壳,所述外壳的中轴线上设置有绝缘材料制成的支撑柱,所述支撑柱的顶端底端分别与所述外壳的两个内侧壁固定连接,所述支撑柱上等距设置有4个金属材料制成的接线圆盘,每个接线圆盘上设置有柱状凸起,所述柱状凸起的截面为长方形,所述柱状凸起用于作为所述旋转调节式母线槽的一个接线端;所述支撑柱中心还设置有绝缘材料制成的旋转轴,所述旋转轴上等距设置有4个金属材料制成的接线柱,所述接线柱的截面为“匚”字形,所述4个接线柱的“匚”字形分别包过4个所述接线圆盘超出所述支撑柱的部分,所述接线柱“匚”字形内侧壁与对应的所述接线圆盘外壁抵接,所述4个接线柱用于作为所述旋转调节式母线槽的另一个接线端。
2.根据权利要求1所述的一种旋转调节式母线槽,其特征在于,所述支撑柱由陶瓷材料制成,所述接线圆盘由铜材料制成,所述旋转轴由塑料材料制成,所述接线柱由铜合金材料制成。
3.一种旋转调节式母线槽的寿命分析方法,用于对权利要求1所述的旋转调节式母线槽的寿命进行分析,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种旋转调节式母线槽,其特征在于,所述步骤s10具体包括:
5.根据权利要求3所述的一种旋转调节式母线槽的寿命分析方法,其特征在于,所述步骤s20具体包括:
6.根据权利要求3所述的一种旋转调节式母线槽的寿命分析方法,其特征在于,所述步骤s30具体包括:
7.根据权利要求3所述的一种旋转调节式母线槽的寿命分析方法,其特征在于,对接触面劣化模型进行参数调整和优化的方法具体是:采用参数辨识算法对综合劣化模型的关键参数进行优化校准,使模型预测结果与实测老化数据吻合度更高;通过多组实验数据的验证,不断优化模型参数。
8.根据权利要求3所述的一种旋转调节式母线槽的寿命分析方法,其特征在于,所述步骤s50具体包括:
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有程序指令,所述程序指令运行时,用于执行权利要求3-8任一项所述的一种旋转调节式母线槽及其寿命分析方法。
10.一种旋转调节式母线槽的寿命分析系统,其特征在于,包含权利要求9所述的计算机可读存储介质。