(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111527853.7 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 深圳供电局有限公司 地址 518001 广东省深圳市罗湖区深南 东 路4020号电力调度通信大楼 (72)发明人 卢旭　杨帆　李星　胡冉　李致民　 田杰　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 专利代理师 肖茹芸 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于多物理场耦合的电缆接头状态评 估方法及装置 (57)摘要 本申请涉及一种基于多物理场耦合的电缆 接头状态评估 方法、 装置、 计算机设备、 存储介质 和计算机程序产品。 该方法基于待测电缆接头的 工作参数和电磁场数学模型计算得到电磁场网 格节点的单位体积电磁损耗， 并利用径向基函数 在电磁场网格节点、 温度场网格节 点和应力场网 格节点之间进行参量映射， 并进行参量的计算更 新， 耦合计算直至达到迭代收敛条件时， 得到待 测电缆接头的内部物理量分布结果并得到待测 电缆接头的状态评估结果。 该方法利用径向基函 数进行待测电缆接头内部多物理场网格节点数 据的快速映射， 实现待测电缆接头内部电磁场 ‑ 温度场‑应力场快速耦合计算， 进而为电缆接头 状态评估以及电缆接头缺陷故障机理提供有效 途径。 权利要求书3页 说明书14页 附图4页 CN 114462264 A 2022.05.10 CN 114462264 A 1.一种基于多物理场耦合的电缆接 头状态评估方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 基于待测电缆接头的工作参数和电磁场数学模型计算得到电磁场网格节点的单位体 积电磁损耗； 由计算得到的所述电磁场网格节点的单位体积电磁损耗开始， 利用径向基函数在电磁 场网格节点与温度场网格节点之间进 行参量映射、 以及利用径向基函数在温度场网格节点 和应力场网格节点之间进 行参量映射， 利用电磁场数学模型基于电磁场网格节点接收到的 参量计算更新得到电磁场网格节点的单位体积电磁损耗， 利用温度场数学模型基于温度场 网格节点接收到的参量计算更新得到温度场网格节点的温度， 利用应力场数学模型基于应 力场网格节点接收到的参 量计算更新得到应力场网格节点的应力张量； 在电磁场、 温度场和应力场之间进行迭代的参量映射以及耦合计算直至达到迭代收敛 条件时， 得到所述待测电缆接头的内部物理量分布结果并得到所述待测电缆接头的状态评 估结果， 所述内部物理量分布结果包括内部电磁损耗分布结果、 内部温度分布结果和内部 应力分布结果中的至少一种。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用径向基函数在电磁场网格节点与 温度场网格节点之间进行参 量映射， 包括： 利用径向基函数将电磁场网格节点的单位体积电磁损耗映射得到温度场网格节点的 单位体积电磁损耗、 并利用温度场数学模型基于温度场网格节点的单位体积电磁损耗计算 更新得到温度场网格节点的温度； 以及， 利用径向基函数将温度场网格节点的温度映射得到电磁场网格节点的温度、 并 利用电磁场数学模型基于电磁场网格节点的温度计算更新得到电磁场网格节点的单位体 积电磁损耗。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述利用径向基函数在温度场网格节点和 应力场网格节点之间进行参 量映射， 包括： 利用径向基函数将 温度场网格节点的温度映射得到应力场网格节点的温度、 并利用应 力场数学模型基于应力场网格节点的温度计算更新得到应力场网格节点的应力张量； 利用径向基函数将应力场网格节点的应力张量映射得到温度场网格节点的应力张量、 并利用温度场数学模型基于温度场网格节点的应力张量计算更新得到温度场网格节点的 温度。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 利用径向基函数将第 一物理场网格节点中 的参量映射得到第二物理场网格节点中的参 量表示为： AS＝HSfAf； 其中， 表示n个第二物理场网格节点中的参量， 对于任意的1≤i≤n， 表示任意第i个第二物理场网格节点si中的参量； 表示n个第一物理场 网格节点中的参量， 对于任意的1≤j≤n， 表示任意第j个第一物理场网格节点fj中的参 量； Hsf是耦合矩阵且表示 为 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114462264 A 2表示任意第j个第一物理场网格节 点fj的坐标， 表示任意第i个第二物理场网格节 点si中的参量； 对于任意的1≤k≤n， 表示任意的第j个第一物理场网格节点fj和第k个第 一物理场网格节点fk之间的径向基函数关系； 表示任意第j个第一物理场网格节点fj与 第i个第二物理场网格节点si之间的径向基函数关系； 其中， 所述第一物理场网格节点和所述第二物理场网格节点中一个是电磁场网格节 点、 另一个是温度场网格节点， 或者， 所述第一物理场网格节点和所述第二物理场网格节 点 中一个是温度场网格节点、 另一个是应力场网格节点。 5.根据权利要求1 ‑4任一所述的方法， 其特征在于， 所述电磁场数学模型包括有外加激 励源存在的电流区域的第一控制方程和非电流区域的第二控制方程， 且第一控制方程为 第二控制方程为 其中， A表示矢量磁位， μ 表示材料磁导率， σ 表示材 料电导率， Js表示外加电流密度， ω为角频率； 所述基于待测电缆接头的工作参数和电磁场数学模型计算得到电磁场网格节点的单 位体积电磁损耗， 包括： 建立所述待测电缆接 头的几何模型并离 散为若干个电磁场网格节点； 基于所述待测电缆接头的工作参数计算得到 各个电磁场网格节点内的外加电流密度Js 和材料电导率σ 并代入 对应的电磁场数 学模型中， 计算得到 矢量磁位A； 按照 计算得到总电流密度J， 并按照 计算得到各个电磁场网 格节点的单位体积电磁损耗 Qv。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述待测电缆接头的工作参数包括施加电 流数据以及温度传感数据， 所述基于所述待测电缆接头的工作参数计算得到各个电磁场网 格节点内的外加电流密度Js和材料电导率σ， 包括： 将所述施加电流数据作为所述外加电流密度Js， 将所述温度传感数据按照 计算得到当前的材 料电导率σ， σ20是20℃下的材 料电导率， α 是温度系数。 7.一种基于多物理场耦合的电缆接 头状态评估 装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 初始计算模块， 用于基于待测电缆接头的工作参数和电磁场数学模型计算得到电磁场 网格节点的单位体积电磁损耗； 迭代计算模块， 用于由计算得到的所述电磁场网格节点的单位体积电磁损耗开始， 利 用径向基函数在电磁场网格节点与温度场网格节 点之间进行参量映射、 以及利用径向基函 数在温度场网格节点和应力场网格节点之 间进行参量映射， 利用电磁场数学模型基于电磁 场网格节点接收到的参量计算更新得到电磁场网格节点的单位体积电磁损耗， 利用温度场 数学模型基于温度场网格节点接收到的参量计算更新得到温度场网格节点的温度， 利用应权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114462264 A 3