[发明专利]金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法、设备及存储介质

说明书

金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法、设备及存储介质，属于高电压与绝缘技术领域，是针对电力电缆的实时在线监测和故障定位的问题，包括：步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流；步骤S2，根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流值，以初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况。实现了对金属护层交叉互联的三相电缆的泄漏电缆与护层环流的分离、阻性电流与泄漏电流的分离，给出了流过三相金属护层交叉互联电缆绝缘的阻性电流计算公式，该方法不受负载电流的影响，适用于任何电压等级、任意长度的电力电缆，金属护层交叉互联与否均适用。

技术领域

本发明涉及高电压与绝缘技术领域，特别是涉及金属护层交叉互联电缆阻性电流的计 算方法、设备及存储介质。

背景技术

电力电缆承担着电能输送的重任，在电缆投入使用后，会受到电场、机械、热以及环 境等因素的影响，这些因素的共同作用，容易引起电缆绝缘的故障。一旦电缆绝缘发生故 障，电力能源的正常供应将会出现极大的安全隐患。大量的电缆运行经验表明，电缆线路 故障是引发电网事故的重要原因。如何快速准确地发现故障、确定故障位置是电力电缆维 护所面临的重要课题。传统的电缆故障定位，常采用的是停电检查和单端信息测距的方式， 利用电缆线路本身的保护系统来判断故障区域，然后由运维人员通过试验设备进行电缆故 障性质的判断和定位，这不仅增加了运行维护人员的工作流程和难度，也延长了电缆故障 定位所需要的时间。此外，现如今社会经济高速发展，即便停电检查时间很短，也可能造 成极大的经济损失。若能够尽可能早的发现电缆故障点，并及时对故障点采取措施，将会 大大降低故障所造成的损失，为电力系统安全可靠运行提供保障。因此，实现电力电缆的 实时在线监测和故障定位意义重大。

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)电力电缆凭借具有良好的绝缘性能、 机械性能、热性能及供电可靠性高等优点，已被广泛地应用于电力系统的各个电压等级输 配电网络中，成为构成城市供电和主网架的重要环节，并在逐渐向高压、超高压的领域发 展。XLPE电缆在投入运行的不同时期会发生不同类型的线路故障，例如因受到外力破坏 而导致电缆绝缘受损、电缆附件界面处发生放电、电缆绝缘老化等引起的线路故障等。高 电压、长距离的电力电缆采用的是单芯电缆，电缆线芯与金属护层之间可看作是一个空心 变压器，线芯相当于变压器的一次绕组，金属护层相当于变压器的二次绕组。当交流电流 通过电缆线芯时，会在线芯周围产生交变的磁场，由电磁感应定律可知，金属导体在交变 磁场中产生感应电流和感应电动势，因此金属护层中会感应出电压，当其与大地之间构成 回路时，护层中就会有感应电流流过。金属护层中的感应电压与电缆长度成正比，当母线 上的电流很大时，电缆的金属护层上感应出的电压值也会很大，这样高数值的电压对电缆 绝缘的正常工作带来了极大的风险。因此，当电力电缆长度在1000米以上时，常采用金 属护层交叉互联的连接方式来抵消金属护层中的感应电压，如图2XLPE电缆N个金属护 层交叉互联单元标准接线示意图所示。