电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法及装置与流程

    技术2025-08-02  11


    本发明涉及电力安全,具体而言,涉及一种电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法及装置。


    背景技术:

    1、电力线缆作为输送电路的重要设备,存在着一些问题和潜在风险,其中最为严重的是电缆爆炸事故。220kv电缆线路作为输电网的主干线,一旦发生爆炸事故,将会导致人员伤亡和财产损失,并严重影响电力系统的稳定性和供电质量。

    2、而凯夫拉纤维是一种由高性能聚合物中提取的超高分子量聚乙烯(uhmwpe),是世界上最强的合成纤维之一。它具有很高的强度、耐热性、抗腐蚀、阻燃性等优点,在各个领域得到广泛应用。

    3、现有技术中有电缆接头将采用凯夫拉作为保护外壳。凯夫拉壳体是防爆接头的最后一层保障,在抗拉防爆中起到了主要作用。但通过仿真研究发现,凯夫拉表面在泄能孔附近的最大等效应力远大于在其余区域的最大等效应力,大约为2-3倍。凯夫拉表面的最大等效应力在泄能孔附近高度集中,即电缆接头防爆性能的阈值主要取决于泄能孔附近最大等效应力的大小。

    4、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接口处防爆保护层的局部加厚处理方法及装置,以至少解决现有技术中电力线缆的防爆性能较差,存在安全隐患的技术问题。

    2、根据本发明实施例的一个方面,提供了一种电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,包括:确定目标电缆接头的防爆部件上的泄能孔的位置信息,其中,所述泄能孔用于释放所述防爆部件表面上积累的能量;获取所述防爆部件的表面上最大等效应力设定值;根据所述位置信息和所述最大等效应力设定值确定所述防爆部件上的目标区域,其中,所述目标区域是所述防爆部件上需要增加防爆保护层的厚度的区域;获取所述防爆保护层的加厚厚度设定值;在对所述目标区域执行防爆层加厚处理的过程中,控制所述防爆保护层的喷涂部件按照预定喷涂策略执行喷涂操作,以对所述目标区域进行防爆保护层的加厚处理,其中,所述预定喷涂策略是在对所述目标区域执行所述防爆保护层的喷涂操作过程中,使得所述防爆保护层的厚度沿着预定路径逐渐增大,直到所述防爆保护层的厚度达到所述加厚厚度设定值的策略,所述预定路径是所述目标区域内沿着所述目标区域的边缘向所述泄能孔移动的路径。

    3、可选地,确定目标电缆接头的防爆部件上的泄能孔的位置信息,包括以下至少之一:对所述防爆部件的图像信息进行识别,基于识别结果得到所述泄能孔的所述位置信息;获取所述防爆部件的设计信息,以基于所述设计信息得到所述泄能孔的所述位置信息。

    4、可选地,在根据所述位置信息和所述最大等效应力设定值确定所述防爆部件上的目标区域之前,该电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法还包括:基于所述泄能孔的所述位置信息和所述防爆部件上所述防爆保护层的已喷涂区域确定所述防爆保护层的预估加厚区域。

    5、可选地,根据所述位置信息和所述最大等效应力设定值确定所述防爆部件上的目标区域,包括:确定沿着所述预估加厚区域的边缘向所述泄能孔移动的路径上各处的所述最大等效应力;生成不同厚度的所述防爆保护层的最大等效应力图;根据所述各处的所述最大等效应力和所述最大等效应力图确定所述防爆部件上的所述目标区域。

    6、可选地,生成不同厚度的所述防爆保护层的最大等效应力图,包括:生成所述目标电缆接头的物理模型,其中,所述物理模型用于确定所述目标电缆接头的材料、物理属性以及边界条件;确定所述物理模型的电磁场数据、温度场数据以及流体场数据;利用有限元方式基于所述电磁场数据、所述温度场数据以及所述流体场数据得到所述防爆保护层在所述不同厚度下的最大等效应力数据;基于所述不同厚度和所述最大等效应力数据生成所述最大等效应力图。

    7、可选地,利用有限元方式基于所述电磁场数据、所述温度场数据以及所述流体场数据得到所述防爆保护层在所述不同厚度下的最大等效应力数据,包括:基于所述有限元方式对所述物理模型进行网格划分,得到网格划分结果;基于所述电磁场数据、所述温度场数据以及所述流体场数据确定所述网格划分结果的温度场;根据多物理场耦合方式对所述温度场进行迭代计算,得到所述不同厚度下的所述最大等效应力数据。

    8、可选地,根据多物理场耦合方式对所述温度场进行迭代计算,得到所述不同厚度下的所述最大等效应力数据,包括:对所述物理模型中所述防爆保护层对应的所述温度场采用拉格朗日方式进行迭代计算,对所述物理模型中除所述防爆保护层对应的所述温度场采用微粒算法进行迭代计算,以得到所述不同厚度下的所述最大等效应力数据。

    9、可选地,获取所述防爆保护层的加厚厚度设定值,包括:获取所述防爆保护层在所述不同厚度下的所述最大等效应力数据;通过逐渐增大所述防爆保护层的厚度直到整个所述目标电缆接头的所述防爆保护层的最大等效应力均小于厚度设定值,得到所述目标区域各处需要进行加厚的所述加厚厚度设定值。

    10、根据本发明实施例的另外一个方面,还提供了一种电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理装置,包括:第一确定单元,用于确定目标电缆接头的防爆部件上的泄能孔的位置信息,其中,所述泄能孔用于释放所述防爆部件表面上积累的能量;第一获取单元,用于获取所述防爆部件的表面上最大等效应力设定值;第二确定单元,用于根据所述位置信息和所述最大等效应力设定值确定所述防爆部件上的目标区域,其中,所述目标区域是所述防爆部件上需要增加防爆保护层的厚度的区域;第二获取单元,用于获取所述防爆保护层的加厚厚度设定值;控制单元,用于在对所述目标区域执行防爆层加厚处理的过程中,控制所述防爆保护层的喷涂部件按照预定喷涂策略执行喷涂操作,以对所述目标区域进行防爆保护层的加厚处理,其中,所述预定喷涂策略是在对所述目标区域执行所述防爆保护层的喷涂操作过程中,使得所述防爆保护层的厚度沿着预定路径逐渐增大,直到所述防爆保护层的厚度达到所述加厚厚度设定值的策略,所述预定路径是所述目标区域内沿着所述目标区域的边缘向所述泄能孔移动的路径。

    11、可选地,所述第一确定单元,包括以下至少之一:识别模块,用于对所述防爆部件的图像信息进行识别,基于识别结果得到所述泄能孔的所述位置信息;第一获取模块,用于获取所述防爆部件的设计信息,以基于所述设计信息得到所述泄能孔的所述位置信息。

    12、可选地,该电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理装置还包括:第三确定单元,用于在根据所述位置信息和所述最大等效应力设定值确定所述防爆部件上的目标区域之前,基于所述泄能孔的所述位置信息和所述防爆部件上所述防爆保护层的已喷涂区域确定所述防爆保护层的预估加厚区域。

    13、可选地,所述第二确定单元,包括:第一确定模块,用于确定沿着所述预估加厚区域的边缘向所述泄能孔移动的路径上各处的所述最大等效应力;生成模块,用于生成不同厚度的所述防爆保护层的最大等效应力图;第二确定模块,用于根据所述各处的所述最大等效应力和所述最大等效应力图确定所述防爆部件上的所述目标区域。

    14、可选地,所述生成模块,包括:第一生成子模块,用于生成所述目标电缆接头的物理模型,其中,所述物理模型用于确定所述目标电缆接头的材料、物理属性以及边界条件;第一确定子模块,用于确定所述物理模型的电磁场数据、温度场数据以及流体场数据;第一获取子模块,用于利用有限元方式基于所述电磁场数据、所述温度场数据以及所述流体场数据得到所述防爆保护层在所述不同厚度下的最大等效应力数据;第二生成子模块,用于基于所述不同厚度和所述最大等效应力数据生成所述最大等效应力图。

    15、可选地,所述第一获取子模块,包括:网格划分子模块,用于基于所述有限元方式对所述物理模型进行网格划分,得到网格划分结果;第二确定子模块,用于基于所述电磁场数据、所述温度场数据以及所述流体场数据确定所述网格划分结果的温度场;迭代计算模块,用于根据多物理场耦合方式对所述温度场进行迭代计算,得到所述不同厚度下的所述最大等效应力数据。

    16、可选地,所述迭代计算模块,包括:第二获取子模块,用于对所述物理模型中所述防爆保护层对应的所述温度场采用拉格朗日方式进行迭代计算,对所述物理模型中除所述防爆保护层对应的所述温度场采用微粒算法进行迭代计算,以得到所述不同厚度下的所述最大等效应力数据。

    17、可选地,所述第二获取单元,包括:第二获取模块,用于获取所述防爆保护层在所述不同厚度下的所述最大等效应力数据;第三获取模块,用于通过逐渐增大所述防爆保护层的厚度直到整个所述目标电缆接头的所述防爆保护层的最大等效应力均小于厚度设定值,得到所述目标区域各处需要进行加厚的所述加厚厚度设定值。

    18、根据本发明实施例的另外一个方面,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程序,其中,所述程序执行上述中任意一项所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法。

    19、根据本发明实施例的另外一个方面,还提供了一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行上述中任意一项所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法。

    20、根据本发明实施例的另外一个方面,还提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时执行上述中任意一项所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法。

    21、在本发明实施例中,确定目标电缆接头的防爆部件上的泄能孔的位置信息,其中,泄能孔用于释放防爆部件表面上积累的能量;获取防爆部件的表面上最大等效应力设定值;根据位置信息和最大等效应力设定值确定防爆部件上的目标区域,其中,目标区域是防爆部件上需要增加防爆保护层的厚度的区域;获取防爆保护层的加厚厚度设定值;在对目标区域执行防爆层加厚处理的过程中,控制防爆保护层的喷涂部件按照预定喷涂策略执行喷涂操作,以对目标区域进行防爆保护层的加厚处理,其中,预定喷涂策略是在对目标区域执行防爆保护层的喷涂操作过程中,使得防爆保护层的厚度沿着预定路径逐渐增大,直到防爆保护层的厚度达到加厚厚度设定值的策略,预定路径是目标区域内沿着目标区域的边缘向泄能孔移动的路径。通过本发明提供的技术方案,实现了根据电缆接头的防爆部件上泄能孔的位置信息和防爆部件的表面上最大等效应力设定值来确定防爆部件上需要进行局部加厚的区域,并确定局部需要加厚的区域预先确定好合适的加厚厚度的目的,达到了提高电力线缆的防爆性能的技术效果,同时降低了安全隐患,进而解决了现有技术中电力线缆的防爆性能较差,存在安全隐患的技术问题。


    技术特征:

    1.一种电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,确定目标电缆接头的防爆部件上的泄能孔的位置信息,包括以下至少之一:

    3.根据权利要求1所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,在根据所述位置信息和所述最大等效应力设定值确定所述防爆部件上的目标区域之前,还包括:

    4.根据权利要求3所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,

    5.根据权利要求4所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,生成不同厚度的所述防爆保护层的最大等效应力图,包括:

    6.根据权利要求5所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,利用有限元方式基于所述电磁场数据、所述温度场数据以及所述流体场数据得到所述防爆保护层在所述不同厚度下的最大等效应力数据,包括:

    7.根据权利要求6所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,根据多物理场耦合方式对所述温度场进行迭代计算,得到所述不同厚度下的所述最大等效应力数据,包括:

    8.根据权利要求5所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法,其特征在于,获取所述防爆保护层的加厚厚度设定值,包括:

    9.一种电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理装置,其特征在于,包括:

    10.一种计算机程序产品,包括计算机指令,其特征在于,所述计算机指令被处理器执行时执行权利要求1至8中任意一项所述的电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法。


    技术总结
    本发明公开了一种电缆接口处防爆保护层的局部加厚处理方法及装置。其中,该方法包括:根据防爆部件上的泄能孔的位置信息和防爆部件的表面上最大等效应力设定值确定防爆部件上的目标区域;获取防爆保护层的加厚厚度设定值;控制防爆保护层的喷涂部件按照预定喷涂策略执行喷涂操作,以对目标区域进行防爆保护层的加厚处理,其中,预定喷涂策略是在对目标区域执行防爆保护层的喷涂操作过程中,使得防爆保护层的厚度沿着预定路径逐渐增大,直到防爆保护层的厚度达到加厚厚度设定值的策略,预定路径是目标区域内沿着目标区域的边缘向泄能孔移动的路径。本发明解决了现有技术中电力线缆的防爆性能较差,存在安全隐患的技术问题。

    技术研发人员:仇炜,崔江静,杨鑫,李辰,王灿彬,王强,黄顺涛,李海深,孙俊劲,熊婷婷
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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