接触模型建立方法及装置与流程
本发明涉及电网技术领域，具体而言，涉及一种接触模型建立方法及装置。
背景技术：
预绞丝是用于架空电力导线以及电力架空光缆终端、悬挂、接头等的连接金具。在地线悬垂串中，可以通过将预绞丝缠绕于地线上，达到提高地线的耐振能力、导线的使用寿命以及用电安全的目的。
在线路实际运行的过程中，工频短路电流或者雷电流流过地线悬垂串时，由于受到集肤效应的影响，在地线和预绞丝的接触端面及其附近会出现电流的扩散，接触端面相比于其它的部位温度会更高。
因此，需要提出一种接触模型建立方法，以便根据提出的接触模型建立方法对地线和预绞丝的接触端面的温度进行分析和监测。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种接触模型方法及装置，以便对地线和预绞丝的接触端面的温度进行分析和监测。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种接触模型建立方法，包括：确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，所述位置关系用于表示所述地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在所述地线周围；
在所述地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥；
确定电流激励边界，所述电流激励边界用于确定电流的流向；
根据所述位置关系、所述导电桥和所述电流激励边界，建立接触模型。
进一步地，所述确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，包括：
根据接触点，确定目标横截面，所述接触点为所述地线与多个预绞丝的接触位置；
根据所述目标横截面，确定所述地线和多个预绞丝的位置关系。
进一步地，所述在所述地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥，包括：
确定导电桥的尺寸参数，所述尺寸参数用于表示所述导电桥的尺寸；
根据所述尺寸参数，建立所述导电桥。
进一步地，在所述确定电流激励边界，所述电流激励边界用于确定电流的流向之后，包括：
根据每个预绞丝截面的圆心，确定目标圆周；
根据所述目标圆周和每个预绞丝横截面的圆周，得到接地边界，所述接地边界是根据所述目标圆周和所述多个预绞丝横截面的圆周得到的；所述电流从所述电流激励边界流向所述接地边界。
所述根据所述位置关系、所述导电桥和所述电流激励边界，建立接触模型，包括：
根据所述位置关系、所述导电桥、所述电流激励边界和所述接地边界，建立所述接触模型。
进一步地，在所述根据所述位置关系、所述导电桥和所述电流激励边界，建立接触模型之后，还包括：
对所述接触模型进行电热耦合仿真，得到仿真结果；
根据所述仿真结果，获取所述地线、多个预绞丝以及所述接触位置的温度数据。
第二方面，本发明实施例还提供了一种接触模型建立装置包括：
第一确定模块，用于确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，所述位置关系用于表示所述地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在所述地线周围；
第一建立模块，用于在所述地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥；
第二确定模块，用于确定电流激励边界，所述电流激励边界用于确定电流的流向；
第二建立模块，用于根据所述位置关系、所述导电桥和所述电流激励边界，建立接触模型。
进一步地，所述第一确定模块，具体用于根据接触点，确定目标横截面，所述接触点为所述地线与多个预绞丝的接触位置；根据所述目标横截面，确定所述地线和多个预绞丝的位置关系。
进一步地，所述第一建立模块，具体用于确定导电桥的尺寸参数，所述尺寸参数用于表示所述导电桥的尺寸；根据所述尺寸参数，建立所述导电桥。
进一步地，所述装置还包括：
第三确定模块，用于根据每个预绞丝截面的圆心，确定目标圆周；
第一获取模块，用于根据所述目标圆周和每个预绞丝横截面的圆周，得到接地边界，所述接地边界是根据所述目标圆周和所述多个预绞丝横截面的圆周得到的；所述电流从所述电流激励边界流向所述接地边界；
所述第二建立模块，具体用于根据所述位置关系、所述导电桥、所述电流激励边界和所述接地边界，建立所述接触模型。
进一步地，所述装置还包括：
第二获取模块，用于对所述接触模型进行电热耦合仿真，得到仿真结果；
第三获取模块，用于根据所述仿真结果，获取所述地线、多个预绞丝以及所述接触位置的温度数据。
本发明的有益效果是：本发明实施例提供的一种接触模型建立方法及装置。通过确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，位置关系用于表示地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在地线周围；在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥；确定电流激励边界，电流激励边界用于确定电流的流向；根据位置关系、导电桥和电流激励边界，建立接触模型。可以通过提出的接触模型建立方法及装置对地线和预绞丝的接触端面的温度进行分析和监测，对地线以及预绞丝接触端面的温度数据研究分析提供数据支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一接触模型建立方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一接触模型的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一接触模型的示意图；
图4为本发明一实施例提供的另一接触模型建立方法的流程示意图；
图5为本发明一实施例提供的仿真结果示意图；
图6为本发明一实施例提供的电流暂态温升实验平台的结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的接触模型建立装置的示意图；
图8为本发明一实施例提供的接触模型建立装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1为本发明实施例提供的一接触模型建立方法的流程示意图；如图1所示，该方法包括：
步骤101、确定地线和多个预绞丝之间的位置关系。
其中，位置关系用于表示地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在地线周围。
当电流流过地线悬垂串时，由于受到集肤效应的影响，地线和预绞丝的接触点的温度会高于其他部位温度，需要通过接触模型对地线、预绞丝和地线与预绞丝接触点的温度进行分析。因此，需要先确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，以便在后续步骤中，可以根据地线和多个预绞丝之间的位置关系建立接触模型。
具体地，在实际应用中，单股预绞丝缠绕于单股地线周围，每股预绞丝包括多个预绞丝，每股地线包括多个地线。相应的，可以参照图2，可以用多个圆形模拟地线的横截面和预绞丝的横截面，将组成预绞丝横截面的多个圆形围绕在组成地线横截面的多个圆形的周围，
例如，多个预绞丝可以等间距周向排布在地线周围。
其中，组成预绞丝的多个圆形的圆心在同一个圆周上。
需要说明的是，组成预绞丝横截面的圆形数目可以是12个，也可以是其他数目；组成地线横截面的圆形数目可以是7个，也可以是其他数目；本发明实施例对此不进行具体限制。
步骤102、在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥。
由于地线与多个预绞丝之间具有多个接触点，但是在确定地线和多个预绞丝之间的位置关系之后，地线与预绞丝之间并未接触，因此，需要对每个接触点建立导电桥，以便地线与多个预绞丝之间可以连通，使得电流可以在地线和预绞丝之间传递。
其中，导电桥的数量与接触点的数量相同，当然，导电桥的数量与接触点的数量也可以不同，本发明实施例对此不做限定。
需要说明的是，在空间中，导电桥的形状可以为圆柱体，也可以为球体，还可以为其他的形状。相应的，在二维平面中，导电桥的形状可以由圆柱体转变为矩形，也可以由球体转变为圆形，还可以为其他的形状，本发明实施例中对此不进行具体限制。
例如，导电桥可以为矩形，矩形导电桥的高度可以为0.1毫米，矩形导电桥的宽度可以通过
需要说明的是，图2为本发明实施例提供的一接触模型的示意图，如图2所示，地线201与多个预绞丝202之间有多个接触点，可以建立多个导电桥203，实现地线201与预绞丝202接触的位置均可以使得电流流通，模拟实际线路中地线201与预绞丝202之间接触关系。
步骤103、确定电流激励边界。
其中，电流激励边界用于确定电流的流向。
由于电流可以在地线和预绞丝之间传递，而且，在实际应用中，电流是从地线流向预绞丝的，因此，需要对确定电流激励边界，以便在后续步骤中，再通过建立接地边界，确定电流流向。
具体地，图3为本发明实施例提供的另一接触模型的示意图，如图3所示，可以确定地线的最外层，地线的最外层与预绞丝之间有多个接触点，该多个接触点在同一个圆周上，可以将地线的最外层等效为一个圆周。集肤深度为地线最外层等效的一个圆周与电流激励边界301之间的距离，根据集肤深度公式和地线最外层等效的一个圆周，可以确定电流激励边界301，则电流激励边界301位于地线的内侧。
其中，集肤深度公式为
步骤104、根据位置关系、导电桥和电流激励边界，建立接触模型。
具体地，确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，然后在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥，最后确定电流激励边界等步骤完成之后，可以建立接触模型。
需要说明的是，通过接触模型可以模拟地线、预绞丝以及底线与预绞丝之间的接触位置之间的结构，以便后续步骤中，通过模型仿真，获取地线、预绞丝以及地线和预绞丝的接触端面的温度数据。
例如，可以将接触模型输入到有限元仿真软件中，对接触模型通入电流进行电热耦合仿真，并且可以从有限元仿真软件中选择与接触模型所需的公式，仿真完成后，即可获取地线、预绞丝以及地线和预绞丝的接触端面的温度数据。
综上所述，本发明实施例提供一种接触模型建立方法，通过确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，位置关系用于表示地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在地线周围；在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥；确定电流激励边界，电流激励边界用于确定电流的流向；根据位置关系、导电桥和电流激励边界，建立接触模型。可以通过提出的接触模型建立方法对地线和预绞丝的接触端面的温度进行分析和监测，对地线以及预绞丝接触端面的温度数据研究分析提供数据支持。
图4为本发明一实施例提供的另一接触模型建立方法的流程示意图；如图4所示，该方法包括：
步骤401、确定地线和多个预绞丝之间的位置关系。
其中，位置关系用于表示地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在地线周围。
由于受到集肤效应的影响，当电流流过地线悬垂串时，地线与预交丝的接触点温度会高于其他部位的温度，因此，可以根据地线与预绞丝的接触点，并且根据该接触点确定一个目标横截面，对此目标横截面进行研究，以便后续的步骤中建立接触模型。
可选的，可以根据接触点，确定目标横截面，根据目标横截面，确定地线和多个预绞丝之间的位置关系。其中，接触点为地线与多个预绞丝的接触位置。
具体地，可以根据地线与预绞丝之间的接触点，确定地线与预绞丝接触点所在的横截面，并将该横截面作为目标横截面，根据该目标横截面可以确定地线和多个预绞丝的位置关系，以便后续的步骤中建立接触模型。
在实际应用中，目标横截面可以包括：地线、预绞丝和地线与预绞丝的接触点的位置关系等信息，这些部位的温度分布不同，因此，需要对地线、预绞丝和地线与预绞丝的接触点等部位做具体的研究分析，再通过后续的步骤，获取各部位的温度数据。
步骤402、在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥。
地线和多个预绞丝尽管具有接触部位，但是该接触部位并非由实际的连通关系，需要在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥，实现地线与多个预绞丝之间连通，可以使得电流从地线流向预绞丝。
可选的，可以确定导电桥的尺寸参数，并根据尺寸参数，建立导电桥。其中，尺寸参数用于表示导电桥的尺寸。
具体地，导电桥的高度可以根据预绞丝和地线之间的间隙进行确定，导电桥的宽度可以根据接触界面之间的压力、形变因数和接触界面材料的布氏硬度等参数进行确定。
由于本发明实施例该步骤中确定尺寸参数的过程与步骤102中确定尺寸参数的过程类似，此处不再一一赘述。
步骤403、确定电流激励边界。
其中，电流激励边界用于确定电流的流向。
步骤403的过程与步骤103的过程类似，在此不再赘述。
步骤404、根据每个预绞丝横截面的圆心，确定目标圆周。
其中，每个预绞丝的横截面可以为圆形，每个圆形有对应的圆心，每个预绞丝圆心在目标圆周上，每个预绞丝之间的间距可以相等，每个预绞丝对应的圆形半径可以相等，通过将每个圆形的圆心使用具有弧度的线连接，可以确定目标圆周。
由于电流可以在地线和预绞丝之间传递，而且，电流是从地线流向预绞丝的，因此，需要确定接地边界，使得电流可以从电流激励边界流向接地边界，也即是，电流从地线流向预绞丝。
在实际应用中，预绞丝缠绕于地线的外边面，因此在模拟预绞丝时，需要使得模拟预绞丝横截面的圆形均匀分布，且每个圆形对应的每个圆心在目标圆周上。
步骤405、根据目标圆周和每个预绞丝横截面的圆周，得到接地边界。
其中，接地边界是根据目标圆周和多个预绞丝横截面的圆周得到的；电流从电流激励边界流向接地边界。
具体地，如图3所示，目标圆周与每个预绞丝横截面的圆周有两个接触点，两个接触点形成的远离地线的半圆可以作为接地边界302，每个预绞丝横截面的圆周都有类似的半圆，所有这样的半圆组成接地边界302。
在实际应用中，给地线通入电流时，电流从地线流向预绞丝，通过设置电流激励边界和接地边界，可以模拟电流的流向，使得电流的流向与实际中电流的流向相同。
步骤406、根据位置关系、导电桥、电流激励边界和接地边界，建立接触模型。
步骤406的过程与步骤104的过程类似，在此不再赘述。
步骤407、对接触模型进行电热耦合仿真，得到仿真结果。
其中，可以将通过有限元仿真软件对接触模型进行电热耦合仿真。
具体地，在电热耦合仿真时，可以通过焦耳热效应，即给接触模型通入电流时，接触模型产生热量。在进行电热耦合仿真时，需要对地线以及预绞丝的材料进行设置，可以将地线以及预绞丝的材料设置为刚质材料。
需要说明的是，本发明实施例中，有限元仿真软件可以采用ansys，也可以采用comsol，还可以采用其他的软件，本发明实施例中对此不进行具体限制。
例如，在短时大电流的暂态温升条件下，可以通过暂态温度场控制方程
步骤408、根据仿真结果，获取地线、多个预绞丝以及接触位置的温度数据。
其中，仿真结果可以表示目标横截面的温度分布状况，即可以获取，在通入电流时，地线、多个预绞丝以及接触位置等各个部位的温度分布情况，并表示地线、多个预绞丝以及接触位置等各个部位的温度数据。
具体地，图5为本发明一实施例提供的仿真结果示意图，如图5所示。根据仿真结果，可以得出地线与预绞丝接处位置的温度最高，在地线中，越远离接触点的位置温度越低，相对应的温度数据也越低。在预绞丝中，越远离接触点的位置温度越低，相对应的温度数据也越低。
在实际应用中，可以通过对地线、多个预绞丝以及接触位置等各个部位温度分析，对地线、多个预绞丝以及接触位置等各个部位研究提供支持。
需要说明的是，在实际应用中，图6为本发明一实施例提供的电流暂态温升实验平台的结构示意图，如图6所示，对地线和预绞丝接触端面进行大电流温升实验，预绞丝缠绕于地线外侧，预绞丝段可以设置为1.3米，位于预绞丝一端的裸露地线段的尺寸可以设置为2.85米，位于预绞丝另一端的裸露地线段的尺寸也可以设置为2.85米。然后加载1000a的工频交流电流，加载时间不超过3s。获取相应的温升实验数据，将此温升实验数据与仿真结果进行分析比对，可以验证仿真结果的准确性。
图7为本发明一实施例提供的接触模型建立装置的示意图，如图7所示，该装置具体包括：
第一确定模块701，用于确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，该位置关系用于表示该地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在该地线周围。
第一建立模块702，用于在该地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥。
第二确定模块703，用于确定电流激励边界，该电流激励边界用于确定电流的流向。
第二建立模块704，用于根据该位置关系、该导电桥和该电流激励边界，建立接触模型。
可选的，该第一确定模块701，具体用于根据接触点，确定目标横截面，该接触点为该地线与多个预绞丝的接触位置；根据该目标横截面，确定该地线和多个预绞丝的位置关系。
可选的，该第一建立模块702，具体用于确定导电桥的尺寸参数，该尺寸参数用于表示该导电桥的尺寸；根据该尺寸参数，建立该导电桥。
可选的，该装置还包括：
第三确定模块，用于根据每个预绞丝截面的圆心，确定目标圆周。
第一获取模块，用于根据该目标圆周和每个预绞丝横截面的圆周，得到接地边界，该接地边界是根据该目标圆周和该多个预绞丝横截面的圆周得到的；该电流从该电流激励边界流向该接地边界。
第二建立模块，具体用于根据该位置关系、该导电桥、该电流激励边界和该接地边界，建立该接触模型。
可选的，该装置还包括：
第二获取模块，用于对该接触模型进行电热耦合仿真，得到仿真结果。
第三获取模块，用于根据该仿真结果，获取该地线、多个预绞丝以及该接触位置的温度数据。
综上所述，本发明实施例提供一种接触模型建立装置，通过确定地线和多个预绞丝之间的位置关系，位置关系用于表示地线和多个预绞丝的空间位置，多个预绞丝排布在地线周围；在地线和多个预绞丝的接触位置建立导电桥；确定电流激励边界，电流激励边界用于确定电流的流向；根据位置关系、导电桥和电流激励边界，建立接触模型。可以通过提出的接触模型建立装置对地线和预绞丝的接触端面的温度进行分析和监测，对地线以及预绞丝接触端面的温度数据研究分析提供数据支持。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。
图8为本发明一实施例提供的接触模型建立装置的示意图，该装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片，该终端可以是具备接触模型建立功能的计算设备。
该装置包括：处理器801、存储器802。
存储器802用于存储程序，处理器801调用存储器802存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文：read-onlymemory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：randomaccessmemory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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