[发明专利]基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法

说明书

本发明提出了一种基于电磁耦合的单芯高压电缆金属护套环流抑制方法，提出了可以在电缆终端接入磁芯，通过电磁耦合的方式在二次侧串入电阻、电感、阻抗来抑制一次侧电缆接地环流，这种方式取消了连接点，便于更换受损的环流抑制器，并且环流抑制器受损不会影响电缆正常工作，提供了电缆接地环流抑制的新方法。

技术领域

本发明涉及供配电网中的高压电缆，特别是涉及了一种基于电磁耦合的高压电缆金属护套接地环流抑制方法。

背景技术

随着城市化进程的发展，单芯高压电缆在城市输配电网中的应用越来越广泛。由于电缆线芯通过交变的电流会导致在其周围产生交变的磁场，金属护套因为变化磁场作用产生感应电压，一旦电缆护套接地就会产生环流。为了防范过高的护套感应电压和护套环流，高压电缆通常采用金属护套交叉互联接地方式进行接地以抑制感应电压从而减小环流。但是，线芯电流不同、电缆分段不均、电缆相间距不等、电缆排列方式不同等因素均会造成金属护套感应电压不平衡，导致接地环流产生。大量单芯高压电缆的投入运行使得电缆接地电流过大的问题也变得日益突出，因此必须对接地环流的产生和预控进行研究，分析减小接地环流的方法。经过国内外人员的研究发现了在电缆终端串联电阻、电感和补偿电感等方法可以有效抑制电缆环流。其中串联电阻和电感对环流有很好的抑制效果，因为电缆线芯电流相序固定，导致补偿电感对环流的抑制效果较差。因此，实际运行的电缆广泛采用终端串联电阻、电感和同时串联电阻电感三种方法抑制电缆环流。然而，在电缆终端串联电阻、电感和同时串联电阻电感时，因为电缆护套总阻抗增大会引起终端电压上升，尤其是当电缆环流出现突增时，这会对电缆护套有严重的危害根据GB 50217《电力工程电缆设计规范》规定：交流单芯电力电缆的金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势最大值应满足下列规定：未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于50V；除上述情况外，不得大于300V。研究发现当电缆环流突增时，护套终端的电压很容易会超过50V，串联电阻、电感和同时串联电阻电感可能会因为电压过大而击穿，所以通常会选择更大容量的装置安装，无疑会大大增加费用。因此必须对环流抑制方法进行优化，实现降低环流的目的，同时保证护套电压在安全范围内。

本发明通过对现有终端同时串联电阻电感的环流抑制方法进行研究，在降低环流，保证电压增加幅度不大和便于更换受损的环流抑制器的要求下，基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，以提高电网运行的可靠性。

发明内容

针对现有串联电阻、电感和阻抗等环流抑制方法实施费用昂贵、护套电压上升、环流抑制器不易更换等问题，在保证电缆环流下降和不影响电缆正常运行的基础上提出基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，保障电缆正常运行，进一步提高电力系统供配电的连续性和可靠性。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：提出了基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，其特征在于：

所述基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法包括，在运的高压电缆线路的金属护套划分为多个大段，然后再将每个大段平均分为三小段，通过小段的段与段之间的交叉互联箱将金属护套交叉换位连接，然后将首末端的金属护套连接汇流后接地，并在金属护套终端接入基于电磁耦合法的环流抑制器；

其中，基于电磁耦合法的环流抑制器是指在每一相金属护套终端处的接地线作为一次侧线圈然后接地，二次侧串联一对电阻电感对作为抑制器。

其中，串联的抑制器阻抗近似为金属护套等效阻抗值的3-4倍，并且电阻和电感的阻抗值保持一致。

其中，抑制器的一次侧和二次侧线圈最优选择一致的线圈数，并且线圈数为100匝左右的时候能够满足空载电流足够小和温升较小的需求。

其中，磁芯选择硅钢片绕制而成，保证具有足够的磁通。