[发明专利]考虑桥梁钢结构影响的随桥电缆过电压计算方法及系统

权利要求书

1.一种考虑桥梁钢结构影响的随桥电缆过电压计算方法，其特征在于，包括：

S1，将桥梁的钢筋结构纳入随桥电缆系统，确定受桥梁的钢筋结构的几何结构和基本材料参数影响下的单位长度的串联阻抗矩阵和并联导纳矩阵，进而根据串联阻抗矩阵和并联导纳矩阵求得随桥电缆系统的节点导纳矩阵；

S2，对随桥电缆系统的节点导纳矩阵进行简化降阶；

S3，根据简化降阶后的随桥电缆系统的节点导纳矩阵，对随桥电缆系统进行仿真建模，得到对应的等效电阻电感电容网络；

S4，根据得到的等效电阻电感电容网络进行暂态仿真，得到考虑桥梁钢结构影响下随桥电缆系统的过电压分布结果。

2.根据权利要求1所述的考虑桥梁钢结构影响的随桥电缆过电压计算方法，其特征在于，步骤S1中的随桥电缆系统包括依次布置的输电电缆、回流电缆以及钢筋导体，且确定的单位长度的串联阻抗矩阵的函数表达式为：

上式中，Z表示单位长度的串联阻抗矩阵，Z₁₁～Z₅₅中，任意Z_ii表示导体i的自阻抗矩阵，任意Z_ik表示导体i和导体k之间的互阻抗矩阵，i和k的取值范围为1～5，且取值1、2分别代表输电电缆，取值3代表回流电缆，取值4和5代表钢筋导体；步骤S1中确定的单位长度的并联阻抗矩阵的函数表达式为：

上式中，Y表示单位长度的并联阻抗矩阵，Y₁₁～Y₅₅中，任意Y_ii表示导体i的自导纳矩阵；步骤S1中求得的随桥电缆系统的节点导纳矩阵的函数表达式为：

上式中，Y_J表示随桥电缆系统的节点导纳矩阵，Γ为传播常数矩阵，Y_s为节点导纳矩阵的自导纳部分，Y_m节点导纳矩阵的互导纳部分，l为随桥电缆线路的长度，Z表示单位长度的串联阻抗矩阵，Y表示单位长度的并联阻抗矩阵。

3.根据权利要求2所述的考虑桥梁钢结构影响的随桥电缆过电压计算方法，其特征在于，导体i的自阻抗Z_ii的计算函数表达式为：

上式中，z_cci是输电电缆i的缆芯的单位长度自阻抗，z_csi为输电电缆i的缆芯和金属护套之间的单位长度互阻抗，z_ssi是输电电缆i的金属护套的单位长度自阻抗，z_ii为回流电缆或钢筋导体的阻抗，且有：

z_cci＝z_co+z_in1+z_s1，

z_ssi＝z_s2+z_in2+z_g，

上式中，z_co为电缆缆芯的单位长度内阻抗，z_in1为内绝缘层因时变磁场引起的单位长度串联阻抗，z_s1为护套内表面的单位长度阻抗，ρ₃为电缆金属护套的电阻率，m_s为电缆金属护套的复合穿透深度的倒数，R₂为输电电缆i的内绝缘半径，R₃为输电电缆i的金属护套半径，sh为三角函数，z_in2为外绝缘层因时变磁场引起的单位长度串联阻抗，z_s2为护套外表面的单位长度阻抗，z_g为输电电缆的单位长度大地回流阻抗；

导体i和导体k之间的互阻抗矩阵Z_ik的计算函数表达式为：

上式中，Z_ki为导体k和导体i之间的互阻抗矩阵，z_ik为导体i和导体k之间的单位长度互阻抗；导体i的自导纳矩阵Y_ii的计算函数表达式为：

上式中，y_csi为输电电缆i的缆芯与金属护套之间的单位长度互导纳，y_sgi为输电电缆i的金属护套与大地之间的单位长度互导纳，y_ii为输电电缆i的缆芯与回流电缆之间的单位长度自导纳。