[发明专利]一种多根并行直流电缆的电老化试验仿真计算方法

权利要求书

1.一种多根并行直流电缆的电老化试验仿真计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100、根据实际的电老化试验平台的实际设备参数，建立多根并行直流电缆的电老化仿真电路模型；

所述电老化仿真电路模型包括：

直流电压源、直流电压源的保护电阻、用于等效每根直流电缆的电阻和电容所组成的阻容电路、时控开关S1和S2，以及与每个阻容电路串联的串联电阻r和串联电感L，其中：

所述阻容电路为并联方式，其中每根直流电缆的等效电阻和电容为并联方式；

每个阻容电路依次串联一个串联电阻和串联电感后，均形成一个支路，所有支路并联连接形成等效并联电路，以等效多根并行直流电缆；

所述等效并联电路串联所述保护电阻，并进一步经所述保护电阻串联到所述直流电压源的一端；

所述时控开关S1并联到第一支路中直流电缆的等效电阻处，时控开关S1为支路击穿模拟时控开关，支路击穿模拟表现为时控开关S1合上；

所述时控开关S2用于模拟熔断器，其一端连接于第一支路的串联电感，另一端连接直流电压源的另一端；

S200、设置所述仿真电路模型的参数；

S300、利用ATP-EMTP软件对所述仿真电路模型进行仿真计算，得出防止多根并行直流电缆中一个支路击穿引起其他支路击穿的方案，并据此指导工程实际中的多根并行直流电缆的电老化试验。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤S100中所述电老化仿真电路模型包括至少4个模块：电源模块，每根电缆的等效模块，电缆击穿控制模块，与每根电缆的等效模块为串联关系的多个串联阻感模块；

所述串联阻感模块包括互相串联的串联电阻和串联电感；

每根电缆的等效模块相互之间为并联方式；

电缆击穿控制模块包括至少2个开关，其中开关1并联于其中一根电缆的等效模块，开关2串联于与这根电缆的等效模块相连接的所述串联阻感模块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括：

设置直流电压源的幅值为40kV；

用于等效直流电缆的电阻和电容的并联电路中单位长度电缆的电阻R和电容C由以下公式确定；

式中：r_o为等效直流电缆的绝缘层外径；r_i为等效直流电缆的绝缘层内径；ρ为交联聚乙烯电阻率；ε₀为真空介电常数；ε_r为相对介电常数；

设置时控开关S1在与之并联的支路发生击穿时合上；

设置用于模拟熔断器的时控开关S2，在时控开关S1合上后断开。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S300具体包括：

S3001、设置仿真计算时间和仿真计算步长；

S3002、运行ATP-EMTP软件，并监测击穿支路和未击穿支路的电流幅值变化。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述在时控开关S1合上后断开具体为，在时控开关S1合上后8～15μs后断开。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3002中的击穿支路和未击穿支路包括：串联电阻r和电感L的击穿支路和未击穿支路，以及对应的未串联电阻r和电感L的击穿支路和未击穿支路。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤S300中的方案，要确保在击穿支路上串联电阻和电感，防止在一条支路击穿时引起其它支路击穿。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在击穿支路上串联电阻和电感的取值为电阻r＝0.1Ω，电感L＝1mH。