1.一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法,其特征在于,包括:S1、由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层,根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型;S2、确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程,求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度;S3、根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差;S4、检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值,若否,将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数,更新绝缘模型分层的层数,返回步骤S2;若是,获取当前绝缘模型分层的层数,作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数;其中,所述温度测量仪器选择为热电偶温度计、电阻温度计、辐射式温度计。
2.根据权利要求1所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法,其特征在于,所述由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层,包括:按照等厚度、等热容或者厚度比的方式将电缆的绝缘层划分为至少两个绝缘模型分层。
3.根据权利要求1所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法,其特征在于,所述根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型,包括:采用热传学原理确定所述电缆的模型分层,所述模型分层包括由内到外依次分布的导体层、绝缘层、绕包层、气隙层、金属护套层、外护套层以及外表皮层;根据所述模型分层建立电缆热路模型。
4.根据权利要求3所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法,其特征在于,所述采用热传学原理确定所述电缆的模型分层,包括:除绝缘模型分层之外,通过电缆轴向截面上各等温线上的点确定出各模型分层。
5.根据权利要求3或4所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法,其特征在于,所述确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程,包括:确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型的第一传热矩阵A和第二传热矩阵B为: 根据传第一热矩阵A和第二传热矩阵B构建所述电缆热路模型的状态方程:P=[P 1 P′ 1 P 2 … P n-5 P n-4 0 0 P n-1 0 t n+1 /R e ] T ;其中,t 0 表示导体层的温度;t 1 ~t n-4 表示各绝缘模型分层的温度;t n-3 表示绕包层的温度;t n-2 表示气隙层的温度;t n-1 表示金属护套层的温度;t n 表示外护套层的温度;t n+1 表示外表皮层的温度;C 1 表示导体层的热容;C 1 ′、C 2 ~C n-4 表示各绝缘模型分层的热容;C n-3 表示绕包层的热容;C n-2 表示气隙层的热容;C n-1 金属护套层的热容;C n 表示外护层的热容;C e 表示外表皮层的热容;R 1 表示导体层的热阻;R 1 ’、R 2 ~R n-4 表示各绝缘模型分层的热阻;R n-3 表示绕包层的热阻;R n-2 表示气隙层的热阻;R n-1 表示金属护套层的热阻;R n 表示外护层的热阻;R e 表示外表皮层的热阻;P 1 表示导体层的损耗;P 1 ′、P 2 ~P n-4 表示各绝缘模型分层的介质损耗;P n-1 表示金属护套层的损耗。
6.根据权利要求5所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的方法,其特征在于,确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型的第一传热矩阵A和第二传热矩阵B之前,还包括:将各模型分层等效为圆筒壁结构,计算单位长度电缆各模型分层的热阻R和热容C:其中,λ为模型分层对应的材料的导热系数,c为模型分层对应的材料的体积比热容,r 1 为电缆结构的内半径,r 2 为电缆结构的外半径;计算导体的介质损耗:P 1 =I 2 R z ;计算各绝缘模型分层的介质损耗:以及,计算金属护套层的环流损耗:P n-1 =λ 1 P 1其中,I表示电缆导体加载的电流;R z 为单位长度导体的交流电阻;ω为电缆加载负荷的频率;Q i 为第i个绝缘模型分层的电容;U i 为第i个绝缘模型分层的电压;tgδ为绝缘材料的介质损耗角正切值;λ 1 为金属护套层的介质损耗和导体的介质损耗的比值。
7.一种确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的装置,其特征在于,包括:热路模型建立模块,用于由电缆的绝缘层确定至少两个绝缘模型分层,根据所述至少两个绝缘模型分层建立电缆热路模型;温度计算模块,用于确定在当前绝缘模型分层的层数下电缆热路模型对应的状态方程,求解所述状态方程得到电缆热路模型中各节点的温度;温度差计算模块,用于根据所述各节点的温度计算每相邻两个绝缘模型分层的温度差;以及,迭代优化模块,用于检测是否存在相邻两个绝缘模型分层的温度差小于温度测量仪器精度值,若否,将当前绝缘模型分层的层数加上设定层数,更新绝缘模型分层的层数,返回温度计算模块;若是,获取当前绝缘模型分层的层数,作为电缆热路模型中的绝缘层最优层数;其中,所述温度测量仪器选择为热电偶温度计、电阻温度计、辐射式温度计。
8.根据权利要求7所述的确定电缆热路模型中绝缘层最优层数的装置,其特征在于,所述热路模型建立模块包括:绝缘分层子模块,用于按照等厚度、等热容或者厚度比的方式将电缆的绝缘层划分为至少两个绝缘模型分层;模型建立子模块,用于采用热传学原理确定所述电缆的模型分层,所述模型分层包括由内到外依次分布的导体层、绝缘层、绕包层、气隙层、金属护套层、外护套层以及外表皮层;根据所述模型分层建立电缆热路模型。
9.一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,该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法的步骤。
10.一种计算机设备,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,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6任一所述方法的步骤。