[电缆价格]计算三芯电力电缆表面磁场的分析方法

　　由于在三极电力电缆的稳态操作期间传输的三相电流的总和为0，所以传统的电流互感器不能测量电流，并且各个导体的电流相同。
　　极电源。电磁特性电磁场方程的基础上，提出了一种三导体电力电缆表面磁场的解析计算方法，不仅适用于三导体对称电缆，还可以对于其他电缆的三个灵魂随机分布的情况。
　　于该分析算法，通过测量三芯电缆表面的磁场，可以精确地执行三芯电力电缆的每个芯的电流测量。于解析模型和有限元仿真模型的计算结果表明，所提出的分析算法具有良好的精度和理论指示值，可用于构建新的在线监测系统。力电缆;计算磁场;分析模型;电流测量代码：A产品编号：1674-5124（2017）04-0095-05引言近年来，随着电缆制造技术的不断完善，电缆输配电工程已获得长期发展[1]。为一般规则，单芯电缆用于35kV以上的三相电力电缆的输配电工程，而三芯电缆用于输电和配电工程。相电力电缆功率小于35 kV [2]。于电缆工作环境复杂，故障后很难进行快速检查和维修，因此电缆运行的安全性受到越来越多的关注[ 3]。了保证电力电缆供电的可靠性，必须在线监测电力电缆的运行状态。而，国内和国际电力电缆的现有在线监测方法主要通过测量间接反映电缆运行特性的相关参数来进行，例如在线测量温度和电缆老化等参数。缆[4-11]。接测量通常具有显着的延迟，并且大多数间接测量方法不能诊断电缆故障的位置和类型，并且具有显着的局限性。了更直接地监测三极电力电缆的运行状态，更可靠的方法是测量实际运行中每根芯线的电流，即系统的相电流。段。于单芯电缆，相电流测量原理与普通电流互感器相同。而，对于三芯电缆，当执行空转时，矿用电缆三相电流的总和等于零，并且通过电缆表面的任何横截面的总通量也等于零;相电流不能通过传统的电感方法测量。了解决传统感应式电流测量装置无法测量三极电力电缆各相电流的问题，文献[12]提出了一种基于磁传感器测量电流的新方法。位对称的三极电缆，也就是说通过测量三极电源。改电缆表面的周向磁场允许有效测量三线对称电力电缆的每相中的电流。

　　
　　是，文献[12]仅表明电缆的三芯电缆是对称的。是，采用三芯电缆的传输技术，三芯电缆的分布受电缆类型和电缆的影响。缆加工技术，可能不符合对称的三导体条件。果三芯电缆的非对称状态仍然使用[12]中的模型，这将不可避免地导致测量结果不准确。这种背景下，本文试图提出一种更通用的三芯电力电缆表面磁场分析模型及其计算方法，旨在扩展文献中讨论的电缆的三导体对称性。[12]在任意三导体分布的情况下。此，可以更一般地引导基于磁传感器的三极电力电缆的相电流的测量。算三线电缆表面磁场的分析模型图1显示了用于建立分析模型的三线电缆的结构。缆的核心是O，A，B和C是电缆的位置和电缆中心儿子是A和B之间的芯部C的子之间的距离分别R1，R2和R3。失一般性，y轴可以与OA重合，并且点A的坐标是（0，r1）。在两个核B和C中的电缆的中心的载体，即所述角度OB，OC和横坐标分别为α和β，使得点B的坐标为（r2cosα，r2sinα）和C点的坐标为（r3cosβ，r3sinβ）。算时，A，B和C的三相电流分别为IA，IB和IC。SA，矿用电缆SB和SC是延长线OA，OB和OC与电缆表面的交叉点，即磁传感器的安装位置。电缆中心的SA，SB，SC的半径是R.根据Ampère环路定理，由相电流IA到SA产生的磁感应是这样的，当SB处的磁感应时，SC被解析，x和y轴可以旋转。
　　如，当在SB中求解磁感应时，y轴旋转以与OB重合。这种情况下，OC，OA和横坐标轴之间的角度分别为β-α 90°和180°-α。别用等式（9）和（10）中的α和β代替β-α 90°，180°-α，并旋转相应的相电流和ri（i = 1，2，3），L SB的磁感应强度在n和R方向上相同。计算SC的磁感应时，y轴旋转以便与OC一致.OA，OB之间的角度横坐标为180°-β。α-β 90°。别在等式（9）和（10）中用180°-β，α-β 90°代替α和β，并旋转相应的相电流和ri（i = 1，2，3）， SC通过模型模拟分别验证n和r方向上的磁感应强度的分量，以验证分析模型的准确性，使用两个计算实例并且与模型的结果相比建立分析模型。限元模拟。算示例1是对称模型，参数定义如下：R = 45 mm，r1 = r2 = r3 = 20 mm，IA = IB = IC = 100 A，α= 210°，β= 330° ，A，B，C3中心线的半径为12.5 mm。2是A，B，C的三相工业频率正弦电流的波形。3是SA，SB，SC的极值点处的磁感应强度的分析结果的比较。限元模拟计算。SB，SC 3沿着切向电缆表面的磁感应磁场的极值点，也就是说，分析模型的方向分量n与有限元模拟计算的结果相比较;图5是磁场SA，SB，SC 3的终点。电缆表面垂直方向的磁感应强度的分析模型，即方向r，与有限元模拟结果进行比较。3至图5显示，在计算示例1中，分析模型和有限元模拟的分析结果非常一致，并且在三导体对称的情况下构建的分析模型的精度检查电源线。了定量说明实施例1的分析算法的准确性，表1给出了分析和有限元模拟模型的结果（SA，SB，SC的磁强度及其切向和垂直分量）沿着电缆的表面）。们之间最大差异的绝对值。以看出，本文提出的分析计算模型和有限元模拟模型得到的三芯电缆表面磁场最大差值的绝对值小于0.03 mT，完全满足三芯电缆在线监测的精度要求。
　　算例2是非对称模型，具体参数定义如下：R = 45mm，r1 = 20mm，r2 = 28.28mm，r3 = 25mm，IA = IB = IC = 100A， α= 225°，β= 323.13°;中心三相导体A，B，C的半径为12.5mm。算示例2总是使用图2中所示的三相工业频率的正弦电流的波形。6示出了由分析模型计算的磁感应强度与计算结果之间的比较。过有限元模拟SA，SB和SC的三个极值;图8示出了在磁场的极值处的SA，SB和SC的磁感应的切向方向与有限元模拟的计算结果之间的比较。8显示了SA，SB和SC。过磁场末端的分析模型计算的磁感应强度与电缆表面垂直方向上有限元模拟的计算结果进行比较，也就是说，方向图6至图8显示，在计算示例2中，分析模型和有限元模拟的分析结果也非常一致，这使得有可能验证在以下情况下提出的分析模型的准确性。对称三芯电力电缆。似地，表2给出了计算示例中的计算2的示例，并使用有限元仿真模型来计算结果（SA，SB，SC及其切向和垂直分量的磁感应强度）沿着电缆的表面）。们之间最大差异的绝对值。以看出，通过两个模型计算出的三芯电缆的表面的磁场的最大差值的绝对值小于0.02 mT的，这完全满足了在线监测的电缆的精度要求到三个导体。束语在文献[12]中基于磁传感器测量的三芯电缆相电流法的情况下，该方法仅适用于三芯电缆对称的情况。文提出了一种更为通用的三导体磁缆表面分析计算方法，并将其扩展到任意分布的更一般的情况。于有限元模拟，已建立的分析模型的准确性得到了很好的验证。
　　提出的分析模型阐明了磁传感器的输出与任意分布的三芯电力电缆的每根芯线的电流之间的关系。芯电力电缆的相电流基于以下原理：磁传感器和中心线的不对称分布。量和监测操作条件具有指导价值。
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