一种融合实测数据的工频电磁场评估方法及系统技术方案

本申请涉及一种融合实测数据的工频电磁场评估方法及系统，涉及工频电磁场评估技术领域，该方法包括以下步骤：获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值；根据多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值，组合生成多个材料参数组合；模拟计算获得各工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度；计算各材料参数组合的理论电场强度以及理论磁场强度与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差；获取强度总误差的最小值对应的理论电场强度以及理论磁场强度，判定为实际电场强度以及实际磁场强度。本申请通过模拟数据与实时测量数据的比对，针对逐渐建立高精度的工频电磁场分布，为电磁屏蔽设计与健康防护提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种融合实测数据的工频电磁场评估方法及系统
本专利技术涉及工频电磁场评估
，具体涉及一种融合实测数据的工频电磁场评估方法及系统。
技术介绍
在海工平台上，存在高压输电线路，例如海洋核动力平台，其输出电压包括10.5KV与35KV。在高压输电线路附近，会产生较强的工频电磁场，会在一定程度上干扰高精度的电子电气设备，并对长期暴露在其中的人体产生潜在的危害。一般情况下，围绕高压输电线路都会包裹专用屏蔽材料，例如不锈钢+坡莫合金的复合材料，使得高压输电线路产生的工频电磁场满足船用标准，不影响附近电子电气设备的工作性能与平台海员的人体健康。但是，长期在恶劣海洋环境下工作，高压输电线路包裹的专用屏蔽材料会产生逐渐产生老化现象，屏蔽效果相应变差，因此，需要对高压输电线路的工频电磁场持续进行精准的监测评估，保障电子电气设备的工作性能与平台海员的人体健康。现阶段，高压输电线路产生的工频电磁场评估一般包括两种方法：第一，基于以传统电磁场理论为基础的AnsoftMaxwell电磁场有限元分析软件进行高压输电线路的电磁场数值仿真分析，输入条件包括：高压输电线路的电流电压、具体尺寸、空间位置，其电导线的介电常数、电导率、磁导率，其包裹层专用屏蔽材料的介电常数、电导率、磁导率。随着高压输电线路长期在恶劣海洋环境下工作，包裹层专用屏蔽材料逐渐老化，其介电常数、电导率、磁导率往往不能直接测量，一般是基于经验进行估计，存在一定误差，所以造成基于AnsoftMaxwell电磁场有限元分析软件的工频电磁场分布不够精准。第二，按照实时测量方式，在高压输电线路所在的舱室内布置若干工频电磁场测量仪，按照测量结果评估工频电磁场分布，但是在舱室内工频电磁场测量仪的布置数量有限，高压输电线路附近的工频电磁场也难以准确评估。因此，为了满足现阶段的使用需求，现提供一新的工频电磁场评估技术方案。
技术实现思路
本申请实施例提供一种融合实测数据的工频电磁场评估方法及系统，通过软件模拟数据与实时测量数据的比对，针对高压输电线路逐渐建立高精度的工频电磁场分布，为所在舱室电子电气设备的电磁屏蔽设计与工作海员的健康防护提供支撑。第一方面，提供了一种融合实测数据的工频电磁场评估方法，所述方法包括以下步骤：按照预设拆分规则，对预设的介电常数阈值范围、电导率阈值范围以及磁导率阈值范围进行拆分处理，获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值；根据多个所述介电常数子阈值、所述电导率子阈值以及所述磁导率子阈值，组合生成多个材料参数组合，一个所述材料参数组合包括一个所述介电常数子阈值、一个所述电导率子阈值以及一个所述磁导率子阈值；根据预设的多个工频电磁场测量点的坐标信息，结合各所述材料参数组合，模拟计算获得对应所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度；选定一评估时间段，计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差；获取所述强度总误差的最小值对应的理论电场强度以及理论磁场强度，判定为实际电场强度以及实际磁场强度。具体的，所述计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差，具体包括以下步骤：计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及实测电场强度的电场总误差；计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论磁场强度以及实测磁场强度的磁场总误差；根据各所述材料参数组合对应的电场总误差和磁场总误差，计算获得各所述材料参数组合对应的强度总误差；其中，所述强度总误差为电场总误差以及磁场总误差之和。具体的，所述按照预设拆分规则，对预设的介电常数阈值范围、电导率阈值范围以及磁导率阈值范围进行拆分处理，获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值，具体包括以下步骤：设置一拆分常数n，对所述介电常数阈值范围、所述电导率阈值范围以及所述磁导率阈值范围进行步进式拆分；其中，多个所述介电常数子阈值，分别为εa，多个所述电导率子阈值，分别为σa，多个所述磁导率子阈值，分别为μa，具体的，所述材料参数组合存在(n+1)3种组合方式。具体的，所述电场总误差计算公式为：其中，【ta，tb】为所述电场总误差对应的评估时间段，k个所述工频电磁场测量点的实测电场强度分别为E(x1,y1,z1,t)，E(x2,y2,z2,t)…E(xk,yk,zk,t)，k个所述工频电磁场测量点根据所述材料参数组合模拟获得的理论电场强度分别为E′(x1,y1,z1,t)，E′(x2,y2,z2,t)…E′(xk,yk,zk,t)。具体的，所述磁场总误差计算公式为：其中，【ta，tb】为所述磁场总误差对应的评估时间段，k个所述工频电磁场测量点的实测磁场强度分别为B(x1,y1,z1,t)，B(x2,y2,z2,t)…B(xk,yk,zk,t)，k个所述工频电磁场测量点根据所述材料参数组合模拟获得的理论磁场强度分别为B′(x1,y1,z1,t)，B′(x2,y2,z2,t)…B′(xk,yk,zk,t)。具体的，所述强度总误差的计算公式为：Δ(ta～tb)＝ΔE(ta～tb)+ΔB(ta～tb)；其中，【ta，tb】为所述电场总误差、所述磁场总误差以及所述强度总误差对应的评估时间段，所述电场总误差为ΔE(ta～tb)，所述磁场总误差为ΔB(ta～tb)。第二方面，提供了一种融合实测数据的工频电磁场评估系统，所述系统包括：参数拆分单元，其用于按照预设拆分规则，对预设的介电常数阈值范围、电导率阈值范围以及磁导率阈值范围进行拆分处理，获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值；参数组合单元，其用于根据多个所述介电常数子阈值、所述电导率子阈值以及所述磁导率子阈值，组合生成多个材料参数组合，一个所述材料参数组合包括一个所述介电常数子阈值、一个所述电导率子阈值以及一个所述磁导率子阈值；理论强度模拟单元，其用于根据预设的多个工频电磁场测量点的坐标信息，结合各所述材料参数组合，模拟计算获得对应所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度；误差计算单元，其用于选定一评估时间段，计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度，与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差；实际强度判定单元，其用于获取所述强度总误差的最小值对应的理论电场强度以及理论磁场强度，判定为实际电场强度以及实际磁场强度。具体的，所述电场总误差计算公式为：其中，【ta，tb】为所述电场总误差对应的评估时间段，k个所述工频电磁场测量点的实测电场强度分别为E(x1,y1,z1,t)，E(x2,y2,z2,t)…E(xk,yk,zk,t)，k个所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n按照预设拆分规则，对预设的介电常数阈值范围、电导率阈值范围以及磁导率阈值范围进行拆分处理，获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值；/n根据多个所述介电常数子阈值、所述电导率子阈值以及所述磁导率子阈值，组合生成多个材料参数组合，一个所述材料参数组合包括一个所述介电常数子阈值、一个所述电导率子阈值以及一个所述磁导率子阈值；/n根据预设的多个工频电磁场测量点的坐标信息，结合各所述材料参数组合，模拟计算获得对应所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度；/n选定一评估时间段，计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差；/n获取所述强度总误差的最小值对应的理论电场强度以及理论磁场强度，判定为实际电场强度以及实际磁场强度。/n

【技术特征摘要】
1.一种融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按照预设拆分规则，对预设的介电常数阈值范围、电导率阈值范围以及磁导率阈值范围进行拆分处理，获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值；
根据多个所述介电常数子阈值、所述电导率子阈值以及所述磁导率子阈值，组合生成多个材料参数组合，一个所述材料参数组合包括一个所述介电常数子阈值、一个所述电导率子阈值以及一个所述磁导率子阈值；
根据预设的多个工频电磁场测量点的坐标信息，结合各所述材料参数组合，模拟计算获得对应所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度；
选定一评估时间段，计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差；
获取所述强度总误差的最小值对应的理论电场强度以及理论磁场强度，判定为实际电场强度以及实际磁场强度。


2.如权利要求1所述的融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于，所述计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及理论磁场强度与实测电场强度以及实测磁场强度的强度总误差，具体包括以下步骤：
计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论电场强度以及实测电场强度的电场总误差；
计算各所述材料参数组合的各所述工频电磁场测量点的理论磁场强度以及实测磁场强度的磁场总误差；
根据各所述材料参数组合对应的电场总误差和磁场总误差，计算获得各所述材料参数组合对应的强度总误差；其中，
所述强度总误差为电场总误差以及磁场总误差之和。


3.如权利要求1所述的融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于，所述按照预设拆分规则，对预设的介电常数阈值范围、电导率阈值范围以及磁导率阈值范围进行拆分处理，获得多个介电常数子阈值、电导率子阈值以及磁导率子阈值，具体包括以下步骤：
设置一拆分常数n，对所述介电常数阈值范围、所述电导率阈值范围以及所述磁导率阈值范围进行步进式拆分；其中，
多个所述介电常数子阈值，分别为εa，
多个所述电导率子阈值，分别为σa，
多个所述磁导率子阈值，分别为μa，


4.如权利要求3所述的融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于：
所述材料参数组合存在(n+1)3种组合方式。


5.如权利要求1所述的融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于，所述电场总误差计算公式为：



其中，【ta，tb】为所述电场总误差对应的评估时间段，k个所述工频电磁场测量点的实测电场强度分别为E(x1,y1,z1,t)，E(x2,y2,z2,t)…E(xk,yk,zk,t)，k个所述工频电磁场测量点根据所述材料参数组合模拟获得的理论电场强度分别为E′(x1,y1,z1,t)，E′(x2,y2,z2,t)…E′(xk,yk,zk,t)。


6.如权利要求1所述的融合实测数据的工频电磁场评估方法，其特征在于，所述磁场总误差计算公式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹光明，吴国东，廖孙旻，陈睿，柴文婷，屈建平，杜明，
申请(专利权)人：武汉第二船舶设计研究所中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42