CN111884175A - 基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于电磁耦合的单芯高压电缆金属护套环流抑制方法，提出了可以在电缆终端接入磁芯，通过电磁耦合的方式在二次侧串入电阻、电感、阻抗来抑制一次侧电缆接地环流，这种方式取消了连接点，便于更换受损的环流抑制器，并且环流抑制器受损不会影响电缆正常工作，提供了电缆接地环流抑制的新方法。
Description
技术领域
本发明涉及供配电网中的高压电缆，特别是涉及了一种基于电磁耦合的高压电缆金属护套接地环流抑制方法。
背景技术
随着城市化进程的发展，单芯高压电缆在城市输配电网中的应用越来越广泛。由于电缆线芯通过交变的电流会导致在其周围产生交变的磁场，金属护套因为变化磁场作用产生感应电压，一旦电缆护套接地就会产生环流。为了防范过高的护套感应电压和护套环流，高压电缆通常采用金属护套交叉互联接地方式进行接地以抑制感应电压从而减小环流。但是，线芯电流不同、电缆分段不均、电缆相间距不等、电缆排列方式不同等因素均会造成金属护套感应电压不平衡，导致接地环流产生。大量单芯高压电缆的投入运行使得电缆接地电流过大的问题也变得日益突出，因此必须对接地环流的产生和预控进行研究，分析减小接地环流的方法。经过国内外人员的研究发现了在电缆终端串联电阻、电感和补偿电感等方法可以有效抑制电缆环流。其中串联电阻和电感对环流有很好的抑制效果，因为电缆线芯电流相序固定，导致补偿电感对环流的抑制效果较差。因此，实际运行的电缆广泛采用终端串联电阻、电感和同时串联电阻电感三种方法抑制电缆环流。然而，在电缆终端串联电阻、电感和同时串联电阻电感时，因为电缆护套总阻抗增大会引起终端电压上升，尤其是当电缆环流出现突增时，这会对电缆护套有严重的危害根据GB 50217《电力工程电缆设计规范》规定：交流单芯电力电缆的金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势最大值应满足下列规定：未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于50V；除上述情况外，不得大于300V。研究发现当电缆环流突增时，护套终端的电压很容易会超过50V，串联电阻、电感和同时串联电阻电感可能会因为电压过大而击穿，所以通常会选择更大容量的装置安装，无疑会大大增加费用。因此必须对环流抑制方法进行优化，实现降低环流的目的，同时保证护套电压在安全范围内。
本发明通过对现有终端同时串联电阻电感的环流抑制方法进行研究，在降低环流，保证电压增加幅度不大和便于更换受损的环流抑制器的要求下，基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，以提高电网运行的可靠性。
发明内容
针对现有串联电阻、电感和阻抗等环流抑制方法实施费用昂贵、护套电压上升、环流抑制器不易更换等问题，在保证电缆环流下降和不影响电缆正常运行的基础上提出基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，保障电缆正常运行，进一步提高电力***供配电的连续性和可靠性。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：提出了基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，其特征在于：
所述基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法包括，在运的高压电缆线路的金属护套划分为多个大段，然后再将每个大段平均分为三小段，通过小段的段与段之间的交叉互联箱将金属护套交叉换位连接，然后将首末端的金属护套连接汇流后接地，并在金属护套终端接入基于电磁耦合法的环流抑制器；
其中，基于电磁耦合法的环流抑制器是指在每一相金属护套终端处的接地线作为一次侧线圈然后接地，二次侧串联一对电阻电感对作为抑制器。
其中，串联的抑制器阻抗近似为金属护套等效阻抗值的3-4倍，并且电阻和电感的阻抗值保持一致。
其中，抑制器的一次侧和二次侧线圈最优选择一致的线圈数，并且线圈数为100匝左右的时候能够满足空载电流足够小和温升较小的需求。
其中，磁芯选择硅钢片绕制而成，保证具有足够的磁通。
本发明采用了基于电磁耦合的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，相对于现有技术中直接串联电阻、电感和同时串联电阻电感抑制器的方式而言，取消了电缆金属护套上的接点，避免了抑制器出现故障时影响电缆正常运行，同时保证了电缆接地环流的良好抑制效果。
其次，计算中发现当串联的阻抗值接近护套的等效阻抗值的3-4倍，一次侧和二次侧线圈匝数相同时，抑制效果最好。
综上，本发明采用了于电磁耦合的高压电缆金属护套接地环流抑制方法能够获得较好的环流抑制效果。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为交叉互联接地电缆采用基于电磁耦合抑制方法的示意图；
图2为基于电磁耦合法抑制器的示意图；
图3为串联不同阻抗值下金属护套的接地环流测试结果；
图4为采用不同线圈比下金属护套的接地环流测试结果；
具体实施方式如下：
基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法如图1所示，在每一金属护套的终端处(如图示标号1)安装电磁耦合的环流抑制器；其中，所述电磁耦合法抑制器如图2所示包括由绝缘外壳材料1内灌注环氧浇注体2来密封串联的阻抗抑制器，并通过从绝缘外壳材料3延伸出的导线4将阻抗抑制器与磁芯5二次侧的线圈相连接，磁芯5的一次侧线圈与电缆护套连接后接地。绝缘外壳材料1优选为硅橡胶套，磁芯5为硅钢片绕制而成。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，采用了如下高压电缆金属护套电磁耦合环流抑制***，包括在运的高压电缆线路的金属护套划分为多个大段，然后再将每个大段平均分为三小段，通过小段的段与段之间的交叉互联箱将金属护套交叉换位连接，然后将首末端的金属护套连接汇流后接地，并在金属护套终端接入基于电磁耦合法的环流抑制器；
其中，基于电磁耦合法的环流抑制器是指在每一相金属护套终端处的接地线作为一次侧线圈然后接地，二次侧串联一对电阻电感对作为抑制器。
其中，串联的抑制器阻抗近似为金属护套等效阻抗值的3-4倍，并且电阻和电感的阻抗值保持一致。
其中，抑制器的一次侧和二次侧线圈最优选择一致的线圈数，并且线圈数为100匝左右的时候能够满足空载电流足够小和温升较小的需求。
其中，磁芯选择硅钢片绕制而成，保证具有足够的磁通。
具体的，如图1所示，在在每一金属护套的终端处(如图示标号1)安装电磁耦合的环流抑制器；其中，所述电磁耦合法抑制器如图2所示包括由绝缘外壳材料1内灌注环氧浇注体2来密封串联的阻抗抑制器，并通过从绝缘外壳材料3延伸出的导线4将阻抗抑制器与磁芯5二次侧的线圈相连接，磁芯5的一次侧线圈与电缆护套连接后接地。绝缘外壳材料1优选为硅橡胶套，磁芯5为硅钢片绕制而成。
以表1所示的电缆数据选择不同的抑制器的阻抗、线芯环流和线圈比对本发明的基于电磁耦合环流抑制方法进行验证。当电缆线芯电流不同时，接地环流结果如图3所示，可以发现能够对接地环流有很好的的抑制效果，并且当阻抗为护套等效阻抗的3-4倍时，抑制效果较好。当磁芯一次侧和二次侧线圈匝数不同时的接地环流抑制效果如图4所示，从图中可以看出当线圈匝数不同时，对接地环流均具有良好的抑制效果，当线圈匝数相同时电磁损耗较小。验证可知基于电磁耦合的高压电缆接地环流抑制方法对接地环流有很好的抑制效果，并且当抑制器阻抗为护套等效阻抗的3-4倍，一次侧和二次侧线圈相同时环流抑制效果最好。
表1电缆数据
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，其特征在于：
采用了如下高压电缆金属护套环流抑制***，所述基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法包括，在运三相高压电缆线路分成若干个大的分段，然后再将每个大分段分为平均的三个小段，每个小段通过交叉互联箱进行交叉换位，在交叉互联箱中安装金属护套接地保护器，将首末端金属护套进行连接后再接地，在金属护套终端接入电磁耦合法的环流抑制器。
其中，基于电磁耦合法的环流抑制器是指在每一个金属护套末端处护套接地线穿过磁芯作为一次侧线圈然后接地，二次侧串联一对电阻电感对作为抑制器。
2.根据权利要求1所述的基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，其特征在于：
所述的环流抑制方法，当一二次侧的线圈一致时，选择电阻电感对的阻抗值为电缆护套阻抗值的3-4倍时环流抑制效果最佳，随着二次侧线圈的增大，串联阻抗器逐渐减小能够使环流抑制效果最佳。
3.根据权利要求1所述的基于电磁耦合法的高压电缆金属护套接地环流抑制方法，其特征在于：
上述电磁耦合法抑制器包括由绝缘外壳材料内灌注环氧浇注体来密封串联的阻抗抑制器，并通过从绝缘外壳材料延伸出的导线将阻抗抑制器与磁芯二次侧的线圈相连接，磁芯的一次侧线圈与电缆护套连接后接地。绝缘外壳材料优选为硅橡胶套，磁芯为硅钢片绕制而成。
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