[发明专利]一种电缆护层环流补偿装置的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆护层保护装置的设计方法，尤其是一种对电缆护层环流进行补偿的装置的设计方法。

背景技术

随着我国城市化建设的发展以及社会对环境保护的重视，在220kV及以下城市配电系统中正大力建设和改造电缆线路。区别于中低压三芯电缆，高压单芯电缆在其金属护层上产生的感应电压不为零，当金属护层与大地形成通路时，在金属护层上产生的环流可能达到较高的数值，引起护层发热，降低电缆运行的载流量。金属护层过热也会导致电缆绝缘老化，对电缆的安全运行构成威胁。

目前国内外常采用三段换位法或补偿电缆法来降低金属护层电压。但在实际的工程实践中，随着电力建设的发展，电缆线路的改造日益增多，有时很难保证电缆护层完全换位和敷设对称，从而引起金属护层电压不平衡；而采用补偿电缆的方法，增加了建设成本而且受到空间条件的约束。

另外还有采用电缆护层保护器来保护电缆护层的，电缆护层保护器原理上通过释放电流进行过电压保护，而不是通过降低护层环流，在高压电缆线路中投入运行效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在高压电缆线路中对电缆护层起到有效保护作用的环流补偿装置的设计方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电缆护层环流补偿装置的设计方法，电缆护层环流补偿装置为带有铁芯的环形绕组，环形绕组由两个半圆形绕组对接而成，两个半圆形绕组对接处设有气隙，具体设计方法包括如下步骤：

步骤1，确定绕组匝数，根据电缆运行时的负荷电流以及护层回路电流计算补偿装置绕组的匝数N为：

N=II2]]>

其中，I为负荷电流，I₂为补偿后护层回路额定电流；

步骤2，确定铁芯截面积，根据补偿装置铁芯的额定磁通密度和绕组匝数计算铁芯截面积A_c为：

Ac=45I2Z2BnN]]>

其中，Z₂为护层回路阻抗，B_n为铁芯的额定磁通密度；

步骤3，确定补偿装置绕组导线的截面积，根据不同线芯材料的热稳定性计算绕组导线的截面积S为：

S≥IdKt]]>

其中，I_d为电缆三相短路时的护层回路电流，t为短路持续时间，K为不同绝缘线芯材料的计算值。

采用上述步骤能够计算出补偿装置的三个主要参数：绕组匝数、铁芯截面积以及绕组导线的截面积，从而为设计补偿装置提供设计依据。

作为本发明的进一步改进方案，还包括如下步骤：

步骤4，动稳定校验，计算电缆线芯与补偿装置绕组之间的受力F为：