[发明专利]一种考虑电缆敷设排布形式的电缆金属护套环流计算方法

权利要求书

1.一种考虑电缆敷设排布形式的电缆金属护套环流计算方法，其特征在于，该计算方法包括以下步骤：

步骤一、基于物理模型建立交叉互联电缆的数学模型；

步骤二、结合电缆的实际敷设情况，对电缆进行分段，得到不同敷设情况下每段电缆的长度；

步骤三、根据步骤二得到的不同敷设情况下每段电缆的长度对步骤一建立的交叉互联电缆的数学模型进行简化，得到简化数学模型；

步骤四、利用步骤三得到的简化数学模型构建电路构建，得到等效电路图；

步骤五、根据步骤四得到等效电路图，并基于三相电缆的线芯电流平衡以及电磁感应理论得出三相电缆的环流值。

2.根据权利要求1所述的一种考虑电缆敷设排布形式的电缆金属护套环流计算方法，其特征在于，步骤二中对电缆进行分段包括直线段和转弯段。

3.根据权利要求2所述的一种考虑电缆敷设排布形式的电缆金属护套环流计算方法，其特征在于，电缆在转弯段采用水平排列方式敷设，由于电缆转过了一个角度最终造成了A相、B相、C相电缆及护套长度不一致，三者之间的长度关系为：

其中，La为A相电缆的长度，Lb为B相电缆的长度，Lc为C相电缆的长度，R为A相电缆的转弯弧度半径的长度；为A相电缆的转弯弧度；

继而得出：

其中，S₃为A相电缆的与B相电缆的线距。

4.根据权利要求3所述的一种考虑电缆敷设排布形式的电缆金属护套环流计算方法，其特征在于，步骤五中得出三相电缆的环流值的具体流程为：

根据等效电路图得到关于护套环流的回路电流方程；

所述关于护套环流的回路电流方程具体为：

其中，l₁、l₂、l₃为各分段电缆护套长度，为电缆转弯处角度，S₃为水平排列的三相电缆护套中心距离，r_A为A项护套单位长度自阻，x_A为A项护套单位长度自抗，r_B为B项护套单位长度自阻，x_B为B项护套单位长度自抗，r_C为C项护套单位长度自阻，x_C为C项护套单位长度自抗；R₁和R₂为护套两端电阻，R₃为大地等效电阻；U_SAi、U_SBi、U_SCi(i＝1、2、3)分别为第i段A、B、C相电缆上由本相电缆线芯电流所引起的感应电压；U_MAi、U_MBi、U_MCi(i＝1、2、3)分别为第i段A、B、C相电缆上由其他相金属护套中的电流所引起的感应电压；

对上式进行归纳整理，得到一个电缆环流计算的3阶矩阵方程：

其中Z_ii(i＝1,2,3)为阻抗系数矩阵，通过电缆分段长度，电缆转弯角度，电缆阻抗参数求得；公式右边为电缆护套上面的感应电压，通过如下原理，利用电缆的线芯电流求得：

假设三相电缆的线芯电流平衡，则有：

根据电磁感应理论，各护套上的感应电压为：

式中：l为电缆段长，R_s为金属护套平均几何半径；对于第一段和第二段电缆来说，三角形排列的几何均距为：

对于第三段电缆来说，水平排列的几何均距为：

带入上式求得感应电压矩阵的值；

利用感应电压矩阵的值和感应电压，通过矩阵变换就求得出三相电缆环流值。