[发明专利]基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法及装置

权利要求书

1.一种基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，包括：

步骤S100、将目标配电电缆等效为多个改进微元等效模型，并分别确定各电缆微元等效模型的电气参数；

步骤S200、将所述多个电缆微元等效模型级联，形成与所述目标配电电缆对应的等效电路模型，并确定所述等效电路模型的频率上限；

步骤S300、获取预先确定的局部缺陷的信息，并根据所述局部缺陷的信息调整对应的改进微元等效模型的电气参数；

步骤S400、利用预先确定的首端阻抗计算方法，在所述频率上限的约束下，分别确定与所述目标配电电缆对应的幅频数据和相频数据，并绘制阻抗谱。

2.根据权利要求1所述的基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，

所述步骤S100中，任一改进微元等效模型的电气参数包括：

电缆芯线电阻R_c、电缆芯线电感L_c、电缆金属屏蔽层电阻R_s、电缆金属屏蔽层电感L_s、电缆绝缘电容C_I；

其中，电缆芯线电阻R_c和电缆芯线电感L_c串联后作为一个整体，分别在其两端与电缆绝缘电容C_I并联；电缆金属屏蔽层电阻R_s和电缆金属屏蔽层电感L_s串联后作为一个整体，分别在其两端与电缆绝缘电容C_I并联。

3.根据权利要求1所述的基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，

所述步骤S100中，所述目标配电电缆被均匀地划分为M段电缆微元，每一所述电缆微元与一个改进微元等效模型相对应；所述M段电缆微元的长度之和与所述目标配电电缆的长度相同；

相应地，所述步骤S200中，按照各改进微元等效模型分别对应的电缆微元在电缆中的位置，依次将所述改进微元等效模型级联，形成与所述目标配电电缆对应的等效电路模型。

4.根据权利要求3所述的基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，

所述步骤S200中，根据下式确定所述等效电路模型的频率上限f_max：

其中，n为微元等效模型的个数；

l为单一电缆微元的长度；

v(f_max)为信号在电缆中的传播速度函数；

L_(fmax)和C_(fmax)分别为频率f_max时电缆芯线电感和电缆绝缘电容；

其中，

5.根据权利要求1所述的基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，

所述步骤S300中，所述预先确定的局部缺陷的信息，包括：

局部缺陷在电缆中的位置、局部缺陷的严重程度、与局部缺陷的严重程度对应的电气参数影响函数。

6.根据权利要求5所述的基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，

所述与局部缺陷的严重程度对应的电气参数影响函数，包括：

用于确定电缆绝缘电容C_I的下式：

其中，r_c为电缆芯线的外半径；

r_s为电缆绝缘金属屏蔽层的内半径；

ε为相对介电常数。

7.根据权利要求1所述的基于改进微元等效模型的配电电缆阻抗谱确定方法，其特征在于，

所述步骤S400中，所述预先确定的首端阻抗计算方法，包括：

根据下式确定首端输入阻抗Z：

其中，X_C为电缆绝缘的容抗；

R_AC为电缆芯线的交流电阻；

X_L为电缆芯线的感抗。