[发明专利]直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法

权利要求书

1.一种直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法，其特征在于，

直流电缆，包括：导体(1)、绝缘内屏蔽层(2)、绝缘层(3)、绝缘外屏蔽层(4)、金属护套层(5)、金属护套层保护层(6)、故障电流限制层(7)以及外护层(8)，其中，所述绝缘内屏蔽层(2)设置于所述导体(1)上，所述绝缘层(3)设置于所述绝缘内屏蔽层(2)上，所述绝缘外屏蔽层(4)设置于所述绝缘层(3)上，所述金属护套层(5)设置于所述绝缘外屏蔽层(4)上，所述金属护套层保护层(6)设置于所述金属护套层(5)上，所述故障电流限制层(7)设置于所述金属护套层保护层(6)上，所述外护层(8)设置于所述故障电流限制层(7)上；

直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法包括如下步骤：

获取直流输电系统的运行参数、直流电缆的特征参数以及所述直流电缆的预设结构参数；

根据所述运行参数、所述特征参数以及所述预设结构参数得到所述直流电缆的第一故障参数；

获取直流电缆的绝缘材料性能参数；

根据所述第一故障参数和所述绝缘材料性能参数得到所述直流电缆的最终结构参数；

获取所述直流电缆的预设故障电流限制层的厚度；

根据所述运行参数、所述特征参数、所述最终结构参数以及所述预设故障电流限制层的厚度得到所述直流电缆的第二故障参数；

根据所述第二故障参数计算所述直流电缆的最终故障电流限制层的厚度。

2.根据权利要求1所述的直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法，其特征在于，所述运行参数包括直流输电系统的额定运行电压、额定传输电流以及主设备关键参数；和/或，

所述特征参数包括直流电缆的长度以及材料参数；和/或，

所述结构参数包括直流电缆的导体外径、绝缘层厚度以及金属护套层厚度；和/或，

所述绝缘材料性能参数包括穿场强、电导率以及寿命指数。

3.根据权利要求1所述的直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法，其特征在于，所述第一故障参数包括各类故障在直流电缆上产生的操作过电压、雷电过电压以及高频故障电流频率；和/或，

所述第二故障参数包括各类故障在直流电缆上产生的操作过电压、雷电过电压以及高频故障电流频率。

4.根据权利要求1所述的直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法，其特征在于，根据所述第一故障参数和所述绝缘材料性能参数得到所述直流电缆的最终结构参数的步骤中，包括：

根据所述第一故障参数和所述绝缘材料性能参数得到计算结构参数；

判断所述计算结构参数是否大于所述预设结构参数；

当所述计算结构参数等于或小于所述预设结构参数时，将所述计算结构参数作为最终结构参数；

当所述计算结构参数大于所述预设结构参数时，在所述计算结构参数的基础上增加第一阈值得到新的计算结构参数，将所述预设结构参数更新为所述新的计算结构参数。

5.根据权利要求2所述的直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法，其特征在于，根据所述第二故障参数计算所述直流电缆的最终故障电流限制层的厚度的步骤中，包括：

根据所述第二故障参数计算趋肤效应的趋肤厚度；

判断所述趋肤厚度是否大于所述预设故障电流限制层的厚度；

当所述趋肤厚度等于或小于所述预设故障电流限制层的厚度时，将所述趋肤厚度作为最终故障电流限制层的厚度；

当所述趋肤厚度大于所述预设故障电流限制层的厚度时，在所述趋肤厚度的基础上增加第二阈值得到新的趋肤厚度，将所述预设故障电流限制层的厚度更新为所述新的趋肤厚度。

6.根据权利要求5所述的直流电缆的故障电流限制层厚度计算方法，其特征在于，通过如下公式得到所述趋肤厚度，

其中，Δ为趋肤厚度，其单位为m；ω为角频率，其单位为rad/s，ω＝2πf，f为高频故障电流频率；σ为电导率，其单位为S/m；μ为磁导率，单位为H/m。