本發明涉及電力通信領域，具體而言，涉及一種溫度計算方法和裝置。

背景技術：

如果架空輸電線路地線的短路熱穩容量不足，當電網發生單相接地故障時，將引起地線損傷斷股，甚至造成單相或多相接地短路。因此對已建線路架空進行地線熱穩容量的校核，應予以足夠重視，以免給電網安全運行帶來隱患。目前地線短路熱穩定計算一般采用基于規程法的計算模型。DL/T 621-1997、DL/T 5222-2005、DL/T5092-1999分別給出了計算模型如下：

1、DL/T 621-1997《交流電氣裝置的接地》

保護線的最小截面S按下式確定：

其中，S為截面積，單位為mm²；I為故障電流值(有效值)，單位為A；t為保護電氣的動作時間，單位為s；k為按保護線、絕緣和其他部分的材質以及最初和最終溫度決定的計算系數。Q_c為導線材料的體積熱容量，單位為J/℃·mm³(其中，鋁取2.5×10^-3)；B為導線在0℃時的電阻率溫度系數的倒數，單位為℃(鋁取228)；ρ₂₀為導線材料在20℃時的電阻率，單位為Ω·mm(鋁取28.264×10^-6)；Ti為導線的初始溫度，單位為℃，T_f為導線的最終溫度，單位為℃；

根據DL/T 621-1997，對于鋁，

2、DL/T 5222-2005《導體和電氣選擇設計技術規定》

式中，S為裸導體的載流截面，單位為mm²；Q_d為短路電流的熱效應，單位為A²s；C為熱穩定系數；K為常數，WS/(Ω·cm4)，銅為522×106，鋁為222×106；τ為常數，單位為℃，銅為235，鋁為245；T₁為導體短路前的發熱溫度，單位為℃；T₂為短路時導體最高允許溫度，單位為℃，鋁及鋁鎂(錳)合金可取200，銅導體取300。

3、DL/T 5092-1999《110～500kV架空送電線路設計技術規程》

對于導線由單一材料構成，短路時產生的熱能不向外部擴散，則

式中，I為地線驗算短路熱穩定允許電流，單位為A；α₀為載流部20℃時的電阻溫度系數，單位為℃^-1，鋁股取4.03×10^-3；R₀為載流部20℃時的電阻，單位為Ω/cm,鋁股取0.476×10^-3；T為計算短路熱穩定的時間，單位為s；t₁為地線初始溫度，單位為℃；t₂為地線短路熱穩定允許溫度，單位為℃；C為載流部分的熱容量，單位為cal/℃/cm，其中，C的計算公式如下：

C＝c₀DA

式中，c₀為導體的比熱容，單位為cal/(g·℃)，對于鋁股取0.21；D為導體的密度，單位為g/cm³，對于鋁股取2.7；A為導體的截面，單位為cm²，對于鋁股取58.905×10^-2。

根據以上三個標準進行地線短路熱穩定容量的校核，可以計算出地線在流過故障電流時的溫度，以此判斷其是否超過了地線短路時最高允許溫度。

但是，在架空輸電線路實際運行過程中，發生過在故障桿塔的懸垂線夾處出現地線斷線的情況，上述按照規程的校核計算忽略了地線在懸垂線夾接頭處的接觸電阻，使得地線溫度計算結果不夠準確，無法準確判斷故障時刻地線溫度是否超過了地線短路時最高允許溫度。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種溫度計算方法和裝置，以至少解決現有技術中故障時刻地線溫度計算不夠準確的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種溫度計算方法，包括：獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地熱的溫度的參數；其中，所述參數包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；根據獲取的所述參數計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

可選地，所述方法應用于所述懸垂線夾處出現地線斷線的場景。

可選地，通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

可選地，所述接觸電阻由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質。

可選地，在根據建立的所述地線溫度計算模型計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度之后，所述方法還包括：判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

根據本發明實施例的另一方面，還提供了一種溫度計算裝置，包括：獲取模塊，用于獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地熱的溫度的參數；其中，所述參數包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；計算模塊，用于根據獲取的所述參數計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

可選地，所述裝置應用于所述懸垂線夾處出現地線斷線的場景。

可選地，所述計算模塊，用于通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

可選地，所述接觸電阻由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質。

可選地，所述裝置還包括：判斷模塊，用于判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

在本發明實施例中，采用在計算故障時刻懸垂線夾處地線的溫度時考慮了懸垂線夾處的接觸電阻，即考慮了接觸電阻帶來的溫升，使得計算結果更加準確，進而解決了現有技術中故障時刻地線溫度計算不夠準確的技術問題，提高了地線熱穩定校核結果的準確度。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本發明實施例的溫度計算方法的流程示意圖；

圖2是根據本發明實施例的溫度計算裝置的結構示意圖；

圖3是根據本發明優選實施例提供的懸垂線夾的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

實施例1

根據本發明實施例，提供了一種溫度計算的方法實施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。

圖1是根據本發明實施例的溫度計算方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟S102，獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地熱的溫度的參數；其中，所述參數包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；

步驟S104，根據獲取的所述參數計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

通過上述步驟，采用在計算故障時刻懸垂線夾處地線的溫度時考慮了懸垂線夾處的接觸電阻，即考慮了接觸電阻帶來的溫升，使得計算結果更加準確，進而解決了現有技術中故障時刻地線溫度計算不夠準確的技術問題，提高了地線熱穩定校核結果的準確度。

需要說明的是，上述方法可以應用于所述懸垂線夾處出現地線斷線的場景，但并不限于此，其也可以應用于懸垂線夾處未出現地線斷線的場景。

需要說明的是，通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

需要說明的是，上述接觸電阻可以由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質。

需要說明的是，在上述步驟S104之后，上述方法還可以包括：判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

需要說明的是，由于故障發生時間為瞬時，因而上述計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度可以在以下至少之一條件下進行：

(a)不考慮地線外表面對外界空氣的熱擴散情況；

(b)不考慮地線鋁股與鋼芯及線夾熱交換情況，全部熱量被鋁股吸收；

(c)忽略導線與線夾處接觸電阻隨溫度變化情況。

實施例2

根據本發明實施例，提供了一種溫度計算的產品實施例，圖2是根據本發明實施例的溫度計算裝置的結構示意圖，如圖2所示，該裝置包括：

獲取模塊22，用于獲取用于計算故障時刻懸垂線夾處地熱的溫度的參數；其中，所述參數包括：所述懸垂線夾處的接觸電阻；

計算模塊24，與上述獲取模塊22連接，用于根據獲取的所述參數計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度。

通過上述裝置，在計算模塊24計算故障時刻懸垂線夾處地線的溫度時考慮了懸垂線夾處的接觸電阻，即考慮了接觸電阻帶來的溫升，使得計算結果更加準確，進而解決了現有技術中故障時刻地線溫度計算不夠準確的技術問題，提高了地線熱穩定校核結果的準確度。

需要說明的是，上述裝置可以應用于所述懸垂線夾處出現地線斷線的場景，但并不限于此，其也可以應用于懸垂線夾處未出現地線斷線的場景。

在本發明的一個實施例中，上述計算模塊24，可以用于通過以下方式計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度：其中，A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r,R₀＝ρ₀l/s，C＝4.186·c₀DA；l為地線與所述懸垂線夾的接觸長度，r為所述地線與所述懸垂線夾的接觸電阻，α₀為所述地線在20℃的電阻系數，ρ₀為所述地線在20℃的電阻率，T₁為所述懸垂線夾處地線的初始溫度，T₂為故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度，I為通過所述地線的電流，c₀為所述地線的比熱容；D為所述地線的密度；A為所述地線的截面積。

需要說明的是，上述接觸電阻由以下至少之一因素確定：所述地線與所述懸垂線夾的接觸面積；所述地線與所述懸垂線夾的接觸部位所受到的壓力；所述地線和所述懸垂線夾的材質。

在本發明的一個實施例中，上述裝置還可以包括：判斷模塊，與上述計算模塊24連接，用于判斷計算得到的所述懸垂線夾處地線的溫度是否大于所述地線短路時所允許的最高溫度。

需要說明的是，由于故障發生時間為瞬時，因而上述計算模塊24計算故障時刻所述懸垂線夾處地線的溫度可以在以下至少之一條件下進行：

(a)不考慮地線外表面對外界空氣的熱擴散情況；

(b)不考慮地線鋁股與鋼芯及線夾熱交換情況，全部熱量被鋁股吸收；

(c)忽略導線與線夾處接觸電阻隨溫度變化情況。

此處需要說明的是，上述獲取模塊22、計算模塊24對應于實施例1中的步驟S102至步驟S104，上述模塊與對應的步驟所實現的示例和應用場景相同，但不限于上述實施例1所公開的內容。需要說明的是，上述模塊作為裝置的一部分可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行。

上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

為了更好地理解本發明實施例，以下結合優選的實施例對本發明做進一步解釋。

圖3是根據本發明優選實施例提供的懸垂線夾的結構示意圖，如圖3所示，懸垂線夾包括：船體1、回轉軸2、壓板3和掛件4，但并不限于此，如圖3所示，故障時刻，流向地線的故障電流經由懸垂線夾流向地線并向地線前后兩個方向分流，在線夾處的溫度達到最大值。

由于故障發生時間為瞬時，假定如下條件：

(a)不考慮地線外表面對外界空氣的熱擴散情況；

(b)不考慮地線鋁股與鋼芯及線夾熱交換情況，全部熱量被鋁股吸收；

(c)忽略導線與線夾處接觸電阻隨溫度變化情況。

設導線與線夾接觸長度為l，導線與線夾的接觸電阻為r，線夾接觸部位的導線電阻為R(T)。導體通過電流I，任意時刻dt，溫升為dθ，有公式(1)所述關系：

I²(R+r)dt＝C·l·dθ＝C·l·dT (1)

線夾處流過電流I，持續時間t，線夾處導線溫度由T₁上升到T2，對公式(1)式兩邊求積分，得到公式(2)：

其中，C為導線比熱，單位為cal/cm，表示單位長度導線每升高1℃所吸收的焦耳熱；其中，C由公式(3)獲得：

C＝4.186·c₀DA (3)

其中c₀為導體的比熱容，單位為cal/(g·℃)；D為導體的密度，單位為g/cm³；A為導體的截面，鋁股取cm²。

R(T)為線夾處鋁股的電阻，是與溫度T有關的變量，其中，R(T)可由公式(4)獲得：

R(T)＝R₀[1+α₀(T-20)] (4)

其中，α₀為導體的在20℃的電阻系數(1/℃)，ρ₀為導體在20℃的電阻率(Ω·m)。

將上述公式(4)式代入(2)式，積分得到公式(5)

對公式(5)整理，得到公式(6)

其中，

R₀＝ρ₀l/s (7)

A₁＝a₀R₀(T₁-20)+R₀+r (8)

需要說明的是，接觸電阻r與導體間的接觸面積、接觸部位的壓力以及導體的材質等因素密切相關，對于導線與懸垂線夾的接觸電阻尚沒有實測數據。對于其取值，至少存在以下兩種情況：

1、GB 2314-2008《電力金具通用技術條件》對于耐張線夾、接續金具和接觸金具，對其接觸電阻有明確要求，“導線接續處兩端點之間的電阻，壓縮型金具，應不大于同樣長度導線的電阻；非壓縮型金具，應不大于同樣長度導線電阻的1.1倍”。但對于懸垂線夾，未做明確的數值要求“懸垂線夾與被安裝的導線、地線間應有充分的接觸面，以減少由故障電流引起的損傷”。

由于懸垂線夾采用壓條和U型螺絲(埋頭螺栓)組成的握緊系統，其握緊力約為導線計算拉斷里的14％，低于耐張線夾的90％-95％。對于故障處懸垂線夾，其壓條約為0.1m，同等長度導線電阻約為48μΩ，推斷該處接觸電阻應不低于50μΩ。

2、接觸電阻大小與導體間的接觸面s1成反比，假定參數ρ₁為導體間的接觸電阻率，則接觸電阻r＝ρ₁/s₁。對于接觸面為200mm×30mm的接地引下線連接板的接觸電阻一般不超過100μΩ。懸垂線夾與地線的接觸面為s₁＝πdl。其中，d為LGJ-60/35地線的直徑，取12.5mm，則接觸電阻r＝200mm*30mm*100μΩ/(3.14*12.5mm*100mm)＝153μΩ。考慮線夾握力高于接地引下線連接板接觸面壓力，因此，線夾處接觸電阻應不超過150μΩ。

在本發明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的技術內容，可通過其它的方式實現。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可為個人計算機、服務器或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。