[发明专利]一种低压电力电缆电磁屏蔽性能测试方法和系统

说明书

本发明公开了一种低压电力电缆电磁屏蔽性能测试方法和系统。利用交流变频电源为主回路受试电缆芯线提供激励，切换主回路与辅助回路受试电缆屏蔽层的接地状态，由信号采集装置获取辅助回路受试电缆芯线的对地电压，确定受试线缆的屏蔽系数，以便于定量、定性分析与评价电力电缆的屏蔽性能，即屏蔽系数越小，线缆的屏蔽性能越好。本发明无需考虑受试电缆匹配与杂散电磁场干扰等问题，具有测试简便、适用性强、易于搭建与实现等优点。

技术领域

本发明属于电磁兼容测试技术领域，特别涉及了一种低压电力电缆电磁屏蔽性能测试方法和系统。

背景技术

低压电力电缆是电力系统的重要组成部分，其主要负责电能的高效配送与传输，保障各级用户或各类负载最基本的用电需求。然而，大量非线性、不平衡负载与大功率电力电子设备的广泛应用，致使系统内与系统间因线缆耦合引起的电磁兼容问题愈发严重。为抑制该类电磁干扰，需要定量评估低压电力电缆的电磁屏蔽性能，以便于改善和优化电缆屏蔽层结构。

目前，屏蔽电力电缆的电磁屏蔽性能测试主要采用电流探头法或屏蔽系数法，利用转移阻抗或屏蔽系数等参数表征和分析电缆在工频及高次谐波条件下的屏蔽性能。电流探头法需要匹配不同型号的受试电缆。屏蔽系数法需要准确模拟电缆屏蔽层的对地阻抗，且要求在模拟地回路与屏蔽层上加载较大电流，杂散电磁场影响测试结果的准确性。显然，针对不同型号的低压电力电缆，电磁屏蔽性能测试方案仍有待于进一步改进。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种低压电力电缆电磁屏蔽性能测试方法和系统，解决电流探头法难以匹配受试电缆，致使测试繁琐、匹配难度大，屏蔽系数法难以准确模拟屏蔽层对地阻抗，测试结果不可靠且易受杂散电磁场干扰等问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种低压电力电缆电磁屏蔽性能测试方法，包括以下步骤：

(1)将3条长度相同的受试电缆平行、等高、等间距布置，位于中间位置的受试电缆的芯线与屏蔽系数测试回路串联形成辅助回路，其余两条受试电缆的芯线串联形成主回路，根据受试电缆的型号和敷设条件，配置辅助回路受试电缆屏蔽层的接地阻抗回路；

(2)使主回路受试电缆的屏蔽层和辅助回路受试电缆的屏蔽层均不接地，给予主回路受试电缆正弦激励，屏蔽系数测试回路检测此时辅助回路受试电缆芯线的对地电压U₂₁；

(3)使主回路受试电缆的屏蔽层接地，给予主回路受试电缆正弦激励，分别检测辅助回路受试电缆的屏蔽层不接入接地阻抗回路和接入接地阻抗回路时，辅助回路受试电缆芯线的对地电压U₂₂和U₂₃；

(4)根据步骤(2)和(3)得到的检测数据确定受试电缆的屏蔽系数，根据屏蔽系数评估受试电缆的屏蔽性能。

进一步地，在步骤(1)中，所述接地阻抗回路为用铜线围成的矩形框。

进一步地，在步骤(1)中，所述敷设条件分为裸露在空气中和埋地两种；裸露在空气中的单位长度受试电缆的对地电感L_gs如下式：

上式中，μ₀为真空磁导率，γ_g为大地传播常数，R为受试电缆的平均半径；

埋地的单位长度受试电缆的对地电感L_g如下式：

上式中，K₁为一阶二类修正的贝塞尔函数；

则接地阻抗回路的电感值L＝L₁L_gs或L＝L₁L_g，根据电感值L和下式求得接地阻抗回路的尺寸：