电缆线芯故障检修时感应过电压和过电流的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力电缆技术领域，特别涉及一种电缆线芯故障检修时感应过电压和 过电流的检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国GDP的连续快速增长，人民生活水平的逐年提高，城市建设的规模和建 设标准也在不断提高，架空输电线路在城市中架设时，越来越凸显出不可避免的缺点，比如 说，杆塔及基础占地面积大，线路走廊宽，导线电晕噪音大，不美观即所谓视觉污染的一系 列问题，总之与城市建设极不协调。目前全国大中城市的IOkV及以下电缆，已经基本上进 行了入地改造，随着城市建设得进一步加快，IlOkV及以上电压等级的城市枢纽变电站，其 进出线电缆化程度也必然会越来越高，高电压等级的单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆必然将 大量采用，而高压单芯电缆在正常运行以及事故时，均会产生感应电压，特别是事故情况 时，会对电缆产生极大的危害，这就要求我们对电缆的感应过电压的计算要有充分的认识 和了解，以保证电缆线路的安全稳定运行，以及运行维护人员的人身安全。
[0003] 由于在检修时，切断点与接地点之间的电缆长度会很长，由于电缆线芯并不像护 层经过交叉互联可以将感应电压限制在安全范围内，所以对于线芯的感应电压的计算就必 须考虑切断点与接地点之间电缆的敷设方式、排列方式以及周围高压架空线的布置和隧道 内电缆的回路数。例如一段长5公里的电缆线路停电检修时，切断点a距离两端接地点A，B 之间的距离分别为2公里和3公里，那么在Aa这一段需要根据电缆的敷设方式分段计算感 应电压，假设直埋段为l〇〇〇m，电缆沟段400m，隧道段为600m，在分段计算感应电压的同时 要考虑包括高压架空线在内的所有可能影响该段感应电压的线路。经过分段计算后，我们 即可将每一段的感应电压叠加得到切断点处感应电压的大小，并判断是否超出安全值。同 理可以算出aB段的感应电压大小。除此之外，在切断之前或在驳接之后，整条电缆线路处 于两端接地的状态时，此时由于电缆和大地形成一个闭合回路，感应电压会产生感应环流， 此时的感应电压的计算，需要结合电缆的等值电路进行计算。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电缆线芯故障检修时感 应过电压和过电流的检测方法，该方法根据被检修电缆的敷设方式和接地方式计算出正常 运行电缆以及超高压架空线（电压等级在500KV及以上的架空线）对电缆线芯产生的感应 电压和感应电流，以判断出感应过电压和感应过电流，给予检修人员相关的检修建议，避免 所产生的感应过电压可能会对检修人员的人身造成伤害。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电缆线芯故障检修时感应过电压和过 电流的检测方法，步骤如下：
[0006] S1、根据被检修的电缆确定电缆的相关参数及电缆集中参数的等值电路；
[0007] S2、确定被检测电缆的接地方式，并且测量正常运行电缆的实际电压和电流，生成 正常运行中的电缆的实际电压和电流矩阵；
[0008] S3、判断被检修电缆敷设方式，将被检修的电缆依据敷设方式进行分段，针对各敷 设分段的被检修电缆进行以下处理：首先计算每根处于正常运行的电缆和被检修电缆之间 的线芯距离，然后根据被检测电缆的接地方式选择互感计算公式，利用互感计算公式计算 出每根处于正常运行状态的电缆和被检修电缆之间的互感，并且生成互感矩阵；
[0009] S4、根据步骤S3获取到的互感矩阵，利用感应电压和感应电流计算公式计算出各 正常运行电缆对被检修电缆产生的位于电缆纵向的感应电压和感应电流；
[0010] S5、叠加各个正常运行电缆对被检修电缆产生的位于电缆纵向的电磁感应电压， 得到叠加后的结果作为被检修电缆纵向的感应电压；叠加各个正常运行电缆对被检修电缆 产生的位于电缆纵向的感应电流，得到叠加后的结果作为被检修电缆纵向感应电流；将每 一敷设分段被检修电缆的纵向电磁感应电压、电流分别按向量进行叠加，得到被检修电缆 检修点处的纵向感应电压和感应电流；
[0011] S6、将步骤S5中得到的被检修电缆检修点处纵向感应电压和感应电流与安全标 准进行比较，将超过安全标准的被检修电缆检修点处纵向感应电压和感应电流判定为电缆 纵向感应过电压和感应过电流。
[0012] 优选的，还包括以下步骤：
[0013] S7、判断被检修电缆周围是否有超高压架空线，若有，则测量超高压架空线的实际 电压以及超高压架空线的对地高度，然后计算超高压架空线自身的麦克斯韦系数P ii，并且 将其转换为自身的对地电容Cii;
[0014] S8、测量并计算超高压架空线和被检修电缆之间的距离Dij以及它们之间的镜像 距离Di/，然后根据超高压架空线和被检修电缆之间的距离D ij以及它们之间的镜像距离 Di/生成各超高压架空线和被检修电缆之间的麦克斯韦系数，并且生成对应的麦克斯韦系 数矩阵[P];根据麦克斯韦系数矩阵[P]计算各超高压架空线和被检修电缆之间的互电容， 并且生成对应互电容矩阵；
[0015] S9、根据步骤S8得到的互电容矩阵、被检修电缆的自电容以及超高压架空线的实 际电压计算出各超高压架空线对被检修电缆产生的位于被检修电缆横向的静电感应电压， 叠加各超高压架空线对被检修电缆产生的位于电缆横向的静电感应电压，得到叠加后的结 果作为被检修电缆横向感应电压；
[0016] S10、将步骤S9中得到的电缆横向感应电压和安全标准进行比较，将超过安全标 准的电缆横向感应电压判定为电缆横向感应过电压。
[0017] 更进一步的，所述被检测电缆的接地方式为被检修线缆两端悬空、被检修电缆一 端接地及一端悬空或被检修电缆两端接地。
[0018] 更进一步的，当所述被检测电缆的接地方式为被检修线缆一端接地及一端悬空 时，所述步骤S3中选择的互感计算公式为：
【主权项】
1. 电缆线芯故障检修时感应过电压和过电流的检测方法，其特征在于，步骤如下： 51、 根据被检修的电缆确定电缆的相关参数及电缆集中参数的等值电路； 52、 确定被检测电缆的接地方式，并且测量正常运行电缆的实际电压和电流，生成正常 运行中的电缆的实际电压和电流矩阵； 53、 判断被检修电缆敷设方式，将被检修的电缆依据敷设方式进行分段，针对各敷设分 段的被检修电缆进行以下处理：首先计算每根处于正常运行的电缆和被检修电缆之间的线 芯距离，然后根据被检测电缆的接地方式选择互感计算公式，利用互感计算公式计算出每 根处于正常运行的电缆和被检修电缆之间的互感，并且生成互感矩阵； 54、 根据步骤S3获取到的互感矩阵，利用感应电压和感应电流计算公式计算出各正常 运行电缆对被检修电缆产生的位于电缆纵向的感应电压和感应电流； 55、 叠加各个正常运行电缆对被检修电缆产生的位于电缆纵向的感应电压，得到叠加 后的结果作为被检修电缆纵向的感应电压；叠加各个正常运行电缆对被检修电缆产生的位 于电缆纵向的感应电流，得到叠加后的结果作为被检修电缆纵向感应电流；将每一敷设分 段被检修电缆的纵向电磁感应电压、电流分别按向量进行叠加，得到被检修电缆检修点处 的纵向感应电压和感应电流； 56、 将步骤S5中得到的被检修电缆检修点处纵向感应电压和感应电流与安全标准进 行比较，将超过安全标准的被检修电缆检修点处纵向感应电压和感应电流判定为电缆纵向 感应过电压和感应过电流。
2. 根据权利要求1所述的电缆线芯故障检修时感应过电压和过电流的检测方法，其特 征在于，还包括以下步骤： 57、 判断被检修电缆周围是否有超高压架空线，若是，则测量超高压架空线的实际电压 以及超高压架空线的对地高度，然后计算超高压架空线自身的麦克斯韦系数P ii，并且将其 转换为自身的对地电容Cii; 58、 测量超高压架空线和被检修电缆之间的距离Dij以及它们之间的镜像距离D J，然 后根