[发明专利]一种高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法

权利要求书

1.一种高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，主要包括：

a、对交叉互联接地方式连线图进行建模，建立电缆交叉互联接地电流计算的数学模型：

b、利用电缆交叉互联接地电流计算的数学模型进行编程后，对电缆护套接地电流进行计算；

c、基于电缆护套接地电流的计算结果，分析高压电缆护套接地电流；

d、基于高压电缆护套接地电流的分析结果，分析接地电流系统故障。

2.根据权利要求1所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，在步骤d之后，还包括：

e、基于接地电流系统故障的分析结果，建立状态评价策略。

3.根据权利要求2所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，在步骤e中，所述状态评价策略具体包括：

在A、B、C相接地电流之间的大小趋势与软件的电流计算值相对应，断定该电缆的接地系统处于正常工作状态。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，在步骤a中，进行建模时，需全面考虑所有影响单芯电缆金属护套接地电流的主要因素，主要包括电缆护套的首末端接地电阻、三相护套各自的自阻抗、大地漏电阻、电缆线芯负荷电流引起的护套感应电压以及护套接地电流和大地漏电流引起的护套感应电压，确立数学模型中等值电路的各个参数及其影响因素和物理意义；

建立不同类型电缆故障、接地方式、线路类型情况下接地电流监测分析的关联模型，其中电缆故障主要分析了电缆单相短路故障、电缆外绝缘破损、交叉互联换位失败故障以及交叉互联箱进水故障，接地方式包括单端接地、双端接地和交叉互联接地。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，在步骤b中，具体包括：

建立单端接地和交叉互联接地的电路模型；

采用Visual Basic对计算进行编程。

6.根据权利要求5所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，所述采用Visual Basic对计算进行编程的操作，具体包括：

设置两种电缆护套材料，确定程序中所有已知参数以及其单位、取值范围；

在程序中设置一些中间变量，以观察已知参数变化时的各个中间变量的变化情况；

根据以下推导公式，利用 Visual Basic 编制高斯消元法的程序解，最后求得电缆护套接地电流的幅值：

和；

其中，参数上角标为“'”的表示该参数的实部，参数上角标为“''”的表示该参数的虚部。

7.根据权利要求6所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，电缆护套材质为铅护套，内外径分别为107mm、111mm；电缆为110KV和220KV电缆；试验电压频率45~65Hz；试验电压幅值768kV。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，在步骤c中，对高压电缆护套接地电流的分析结果，主要包括：

高压电缆采用交叉互联方式进行敷设时，金属护层上承受的电压小于等电缆长度下采用水平排列方式进行敷设时的电压值；

交叉互联方式下的感应电压最大值出现在交叉互联换位处；

如果采用品字形排列时，交叉互联三段长度相等，则三个交叉互联段上感应出来的电压向量合为零，金属护层上没有接地电流流过。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的高压交联聚乙烯电缆接地电流机理与故障分析方法，其特征在于，在步骤d中，所述分析接地电流系统故障的操作，具体包括：

工程中电缆常常出现的故障主要有四种，分别为电缆单相短路故障、电缆绝缘护层破坏、交叉互联换位失败和交叉互联箱进水；

电缆单相短路主要分为两种情况，一种情况为电缆引出的架空线或者站内线路发生短路，另一种情况为电缆主绝缘击穿以后造成的电缆交叉互联段内的单相短路；

根据三相电缆护套接地电流的突然增大判断电缆在该线路上可能发生的单相短路故障；根据电缆线路某个交叉互联段内接地电流的增大情况来判断该交叉互联段内发生的外绝缘破坏故障。