[发明专利]一种电缆线路土壤介质的热阻系数计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种电缆线路土壤介质的热阻系数计算方法，所述方法包括：获取自热探针开始加热时刻起预设时间段阈值内的热探针表面的时间‑温度曲线；利用线性回归算法确定所述时间‑温度曲线的线性持续区域；设置所述线性持续区域的起始时刻和结束时刻分别为第一时刻和第二时刻，根据所述第一时刻和第二时刻以及所述第一时刻和第二时刻对应的温度数据利用热阻系数计算公式计算土壤介质的热阻系数。本发明采用获取自热探针开始加热时刻起预设时间段阈值内的热探针表面的时间‑温度曲线来进行计算，降低了对探针加热源的要求，应用范围更广；同时能够避免待测土壤介质发生变化对计算结果有效性的影响，提高测量工作的效率和结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及土壤介质热阻系数研究技术领域，并且更具体地，涉及一种电缆线路土壤介质的热阻系数计算方法及系统。

背景技术

电缆线路邻近区域土壤的热阻系数是决定电缆线路载流量的重要参数。电缆线路通常较长，沿线区域内土壤的密度、成分、水分含量等存在差异，也会随气候条件、运行年限等情况发生变化。为准确计算电缆线路的载流量，有必要测量电缆线路邻近区域土壤介质的热阻系数。在各种测量方法中，热线法是国内行业标准推荐的测量电缆线路邻近区域土壤热阻系数的现场测量方法，在实际应用中通常采用热探针的形式。

热线法在是根据待测材料热阻系数与热探针表面温度的近似关系来计算待测材料的热阻系数，计算过程的关键步骤是确定以时间对数lnt为横坐标，以温度θ为纵坐标的ln t～θ曲线的线性区域。现有行业标准中，未规定确定ln t～θ曲线的线性区域的方法。文献和产品中，通常按预先设置的固定的起始时刻和持续时间来确定ln t～θ曲线的线性区域。考虑到不同地域土壤的热阻系数、比热容等参数变动较大，ln t～θ曲线的线性区域的起始时刻和持续时间可能有明显的波动，按固定值确定线性区域可能影响对计算结果有效性的判断，降低测量工作的效率和结果的可靠性。

发明内容

本发明提出一种电缆线路土壤介质的热阻系数计算方法及系统，以解决现有的测量做工的效率和结果的可靠性低的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电缆线路土壤介质的热阻系数计算方法，其特征在于，所述方法包括：

获取自热探针开始加热时刻起预设时间段阈值内的热探针表面的时间-温度曲线；

利用线性回归算法确定所述时间-温度曲线的线性持续区域；

设置所述线性持续区域的起始时刻和结束时刻分别为第一时刻和第二时刻，根据所述第一时刻和第二时刻以及所述第一时刻和第二时刻对应的温度数据利用热阻系数计算公式计算土壤介质的热阻系数。

优选地，其中所述利用线性回归算法确定所述时间-温度曲线的线性持续区域，包括：

确定持续时间参数m和时间步长参数n的取值范围，时间-温度曲线的起始时刻为t0，时间增长步长Δt，持续时间初始值D0以及持续时间增长步长ΔD；

利用线性回归算法分别将不同的持续时间参数m和时间步长参数n对应的[(t0+n×Δt)+(D0+m×ΔD)]时间段内的时间-温度曲线拟合为直线，并分别计算不同的持续时间参数m和时间步长参数n对应的斜率；

从持续时间参数m和时间步长参数n为0开始，分别计算同一持续时间参数m下，当前时间步长参数和下一时间步长参数对应的直线的斜率的第一相对误差，直至所述第一相对误差的阈值小于等于第一预设相对误差阈值为止；

从持续时间参数m为0开始，分别计算当前持续时间参数和下一持续时间参数对应的斜率的第二相对误差，直至所述第二相对误差的阈值小于等于第二预设相对误差阈值为止；

根据所述当前持续时间参数m和对应的间步长参数值n确定起始时刻为t0+n×Δt，线性持续区域的持续时间为D0+m×ΔD；