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专利号: 2023105029359
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-10-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于有限元软件仿真磁感应强度的电缆接触电阻计算方法,用于测量、计算带有中间接头的AB段电缆的接触电阻,选取第一电缆线芯和第二电缆线芯接触面对应的压接铜管外表面C点为磁感应强度测量点,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:选择和AB段电缆相同规格的无中间接头的电缆线芯,测量得到单位长度的电缆线芯电阻R0;

步骤2:测量AB段电缆的总电阻Rs;

步骤3:测量AB段电缆的几何参数,包括电缆线芯的直径d,第一电缆线芯的长度L1,第二电缆线芯的长度L2,压接铜管的直径D,压接铜管与第一电缆线芯重合部分的长度L3,压接铜管与第二电缆线芯重合部分的长度L4;

步骤4:根据AB段电缆的额定电流有效值Im,对AB段电缆通入直流电流,采用高斯计测量压接铜管外表面C点的磁感应强度Bm;

步骤5:构建AB段电缆的等效电路,构建中间接头各接触面接触电阻与AB段电缆总电阻Rs的数学关系;

步骤6:采用有限元软件建立AB段电缆的二维有限元模型,设置AB段电缆中电流大小与步骤4的直流电流大小相同,计算得到磁感应强度测量点的磁感应强度Bj,并通过改变电缆线芯的电流Ix和压接铜管的电流Im-Ix,使得Bj=Bm;

步骤7:计算得到电缆中间接头各接触面的接触电阻;

所述步骤6具体包括:

步骤6.1:根据AB段电缆的轴对称性,建立AB段电缆的二维有限元模型,包括第一电缆线芯、第二电缆线芯、压接铜管、空气区域;

步骤6.2:分别设置第一电缆线芯、第二电缆线芯、压接铜管的材料属性,第一电缆线芯、第二电缆线芯、压接铜管、空气区域的相对磁导率设置为1,第一电缆线芯、第二电缆线芯的电导率设置为电缆导体的电导率,压接铜管的电导率设置为铜电导率,空气区域的电导率设置为0;

步骤6.3:设置二维有限元模型的边界条件;

步骤6.4:设置二维有限元模型的电流源为Im,即流经AB段电缆的A端、B端的电流为Im,Im大小与步骤4的直流电流大小相同,第一电缆线芯的与压接铜管重叠的区域电流设置为Ix,第二电缆线芯的与压接铜管重叠的区域电流设置为Ix,压接铜管的电流设置为Im-Ix;

步骤6.5:令Ix=0,启动有限元软件计算二维有限元模型的磁感应强度分布,记录二维有限元模型C点的磁感应强度Bj0;

步骤6.6:令Ix=Im,启动有限元软件计算二维有限元模型的磁感应强度分布,记录二维有限元模型C点的磁感应强度Bjm;

步骤6.7:改变Ix大小,使得Bj=Bm;

Bj=Bm时,电流Ix=Im(Bm-Bj0)/(Bjm-Bj0);

步骤5中,中间接头接触面接触电阻包括Rj1、Rj2、Rj3,其中Rj1为第一电缆线芯与第二电缆线芯的对接接触面的接触电阻,Rj2为第一电缆线芯与压接铜管的压接接触面的接触电阻,Rj3为第二电缆线芯与压接铜管的压接接触面的接触电阻;

AB段电缆的总电阻Rs=R1+Rj1(Rj2+Rj3)/(Rj1+Rj2+Rj3)+R2,Rj2/Rj3=L3/L4,第一电缆线芯的导体电阻R1=R0L1,第二电缆线芯的导体电阻R2=R0L2;

步骤7中,计算得出接触电阻Rj1、Rj2、Rj3,

其中,

接触电阻,

接触电阻,

接触电阻。