[发明专利]基于多导体传输线理论的电缆金属护套接地环流计算方法

权利要求书

1.基于多导体传输线理论的电缆金属护套接地环流计算方法，其特征在于：所述计算方法包括如下步骤：

S1、以大地为0号参考导体，建立电缆线芯、电缆金属护套与大地回路共n+1个导体构成的传输线的单位长度等值电路模型；

S2、根据传输线的单位长度等值电路模型，导出多导体传输线方程；

S3、导出多导体传输线方程的通解；

S4、计算多导体传输线方程通解中的待定常数，计算多导体传输线方程的特解，获得电缆金属护套的感应电压与感应电流。

2.根据权利要求1所述的基于多导体传输线理论的电缆金属护套接地环流计算方法，其特征在于：所述的单位长度等值电路模型将电缆线芯及其对应的电缆金属护套作为两条独立的导体进行建模，并忽略各导体间的电容和电导。

3.根据权利要求1所述的基于多导体传输线理论的电缆金属护套接地环流计算方法，其特征在于：步骤S2中，根据传输线的单位长度等值电路模型，导出多导体传输线方程，具体是，

S2.1、计算参考导体的单位长度电阻r₀、各导体的单位长度电阻r_i、各导体的单位长度自感l_ii和各导体对电缆金属护套作用而产生的单位长度互感l_ij；

S2.2、根据单位长度电阻r₀和各导体的单位长度电阻r_i计算多导体传输线的单位长度电阻矩阵R；根据各导体的单位长度自感l_ii和各导体对电缆金属护套作用而产生的单位长度互感l_ij计算多导体传输线的单位长度电感矩阵L；

S2.3、根据单位长度电阻矩阵R和单位长度电感矩阵L计算多导体传输线的单位长度阻抗矩阵

S2.4、根据多导体传输线的单位长度阻抗矩阵导出多导体传输线方程。

4.根据权利要求3所述的基于多导体传输线理论的电缆金属护套接地环流计算方法，其特征在于：所述参考导体的单位长度电阻r₀计算如下：

r₀＝R_e+R₁+R₂；

式中：R₁和R₂分别是电缆金属护套两端接地电阻，R_e是大地漏电阻；

所述各导体的单位长度电阻r_i计算如下：

式中：ρ_s为金属护套电阻率，A_s为金属护套等值截面积，α₂₀为20摄氏度时导体的电阻温度系数，θ为导体最高工作温度；

所述各导体的单位长度自感l_ii计算如下：

式中，μ₀为真空磁导率，r_s为导体的几何半径，D_E为以大地为回路时的回路等值深度：

式中，ρ为土壤电阻率，f为输电线路运行频率；

所述各导体对电缆金属护套作用而产生的单位长度互感l_ij计算如下：

式中，当导体j为电缆金属护套时，r_s为电缆金属护套i的几何半径，d_ij为金属护套i的中心与导体j的中心之间的距离；当导体j为电缆线芯时，r_s为电缆线芯j的几何半径，d_ij为金属护套i的中心与导体j的中心之间的距离，其中同一根电缆对应的线芯与护套之间的距离取为电缆金属护套的几何半径；

所述多导体传输线的单位长度电阻矩阵R计算如下：

所述多导体传输线的单位长度电感矩阵L计算如下：

所述多导体传输线的单位长度阻抗矩阵计算如下：

式中，ω为角频率。

5.根据权利要求3所述的基于多导体传输线理论的电缆金属护套接地环流计算方法，其特征在于：所述的多导体传输线方程为：

式中，为多导体传输线的单位长度阻抗矩阵，和为各个导体的电压相量和电流相量组成的列向量，计算公式为：