[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

说明书

本发明公开了一种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，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。本发明可以进行电缆金属护套接地环流的计算，具有计算应用简单和计算过程严谨的优点。

技术领域

本发明涉及交流高压电力电缆技术领域，具体涉及一种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。

背景技术

负荷电流不均、电缆分段不均、电缆排列方式不同以及电缆相间距离不同等均会造成金属护套感应电压不平衡，从而产生不同护套以及护套与大地之间的接地环流。当金属护套接地环流过大时，将产生巨大的欧姆损耗，导致电缆温度升高，降低电缆的载流量和传输效率，缩短电缆的使用寿命。为此，现有成果一般采用等效电路模型分析、计算护套环流。然而，有关接地环流电路模型参数的计算式在现有文献中并不统一，有些文献给出的参数计算式也不严谨。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种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。本发明可以进行电缆金属护套接地环流的计算，具有计算应用简单和计算过程严谨的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：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，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。

上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，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。

前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，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。

前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，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；