基于分数制造技术

基于分数

【技术实现步骤摘要】
基于分数Poynting
–
Thomson模型的XLPE海缆活化能计算方法


[0001]本专利技术涉及海缆绝缘老化评估
，具体涉及一种基于分数
Poynting
–
Thomson
模型的
XLPE
海缆活化能计算方法
。

技术介绍

[0002]交联聚乙烯
(Cross
‑
linked Polyethylene,XLPE)
因其优越的电气性能
、
耐热性能和机械性能被用作电
、
海缆的绝缘层，
XLPE
电缆在陆地
、
海洋输配电线路中得到了广泛应用
。
随着海上风电技术的发展，海上风电已成为国家清洁能源开发的重要方向，与陆上风电场的输电线路不同，海上风电场一般采用海底电缆传输电能
。
海底电缆工作时会受到机械损伤
、
化学腐蚀
、
热老化等诸多因素影响，其中热老化是造成海缆绝缘性能下降主要因素之一，甚至会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于分数
Poynting
–
Thomson
模型的
XLPE
海缆活化能计算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：首先，定义分数元，将分数元进行串并联，得到分数
Poynting
‑
Thomson
模型；步骤2：建立适用于分数
Poynting
‑
Thomson
模型与
XLPE
海缆复介电电容之间的关系式；步骤3：构建参数辨识的目标函数，利用灰狼算法分别辨识分数
Poynting
‑
Thomson
模型中的各个参数；步骤4：根据步骤3中参数辨识结果，选取合适参数作为计算
XLPE
海缆活化能的特征量；步骤5：建立参数
1/
τ
与
1/T
之间的线性关系，通过拟合直线的斜率，计算
XLPE
海缆活化能
。2.
根据权利要求1所述基于分数
Poynting
–
Thomson
模型的
XLPE
海缆活化能计算方法，其特征在于：所述步骤1中，分数
Poynting
‑
Thomson
模型的推导过程如下：利用分数阶微积分理论，将电阻
R
与电容
C
两者的电气特点共同结合提出了分数元概念，理想状态的电容
、
电阻器件分别满足以下方程的电路元件；对于理想介质条件下的电容
C
满足下式：对于电阻
R
满足下式：分数元
Z
为满足式的电路器件：式中：
U
C
(t)、U
R
(t)、U
Z
(t)
分别为电容
、
电阻
、
分数元两端电压；
I(t)
为流经元件的电流；
Q
C
、Q
R
、Q
Z
表示元件电量；
τ
为弛豫时间；
d
α
Q(t)/dt
α
为时域下电量的分数阶导数，形状参数
α
取0或1时，分数元分别代表理想电容和电阻；通过分数元之间的串并联能够组成不同的模型，以此描述介质的介电松弛过程
。3.
根据权利要求1所述基于分数
Poynting
–
Thomson
模型的
XLPE
海缆活化能计算方法，其特征在于：所述步骤2中，由步骤1中的串并联电路电流分配原理，得到分数
Poynting
‑
Thomson
模型的分数阶动力方程：分数
Poynting
‑
Thomson
模型由两个独立的分数元
Z1(
α
,C1,
τ1)、Z2(
β
,C2,
τ2)
并联之后，再串联分数元
Z3(
γ
,C3,
τ3)
构成；并联的两个分数元
(
α
,C1,
τ1)
和
(
β
,C2,
τ2)
两端电压相同，流过两单元的分电量之和等于整个串并联结构的总电量，并联部分的
U
和
Q
关系能够得到：
U
Z
(t)
和
Q
Z
(t)
分别为分数
Poynting
‑
Thomson
模型两端电压和电量；由串联电路等电流原理分析可知分数
Poynting
‑
Thomson
模型的分数阶动力学方程：
式中：
α
、
β
、
γ
为驰豫时间分布相关的形状参数，
τ
＝
(C2τ1α
/C1τ2β
)
1/(
α
‑
β
)
，
C
a
＝
C1(
τ1/
τ
)
α
，
C
b
＝
C3(
τ3/
τ
)
‑
γ
；对分数
Poynting
‑
Thomson
模型进行
Fourier
变换，可得模型的复电容和复介电常数；式中：
α
、
β
、
γ
为驰豫时间分布相关的形状参数，
τ
＝
(C2τ1α
/C1τ2β
)
1/(
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，时光蕤，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：