[发明专利]一种分析电力电缆故障点振动力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种研究电力电缆接地故障振动力的技术，特别涉及一种分析电力电缆故障点振动力的方法，该方法是一种通过建立理想模型通过分析气体反冲压力计算电力电缆故障点冲击力的方法。

背景技术

目前，国际上还没有专门的计算适用于110kVXLPE电力电缆单相短路接地故障振动力的方法。由于电力电缆多数是铺设在地下，单相短路接地故障又是电力电缆最常出现的故障方式，高压电力电缆一旦出现故障，会造成大面积停电事故，影响社会经济的有序发展。这就要求电力部门在高压电力电缆出现故障后，能够迅速找到故障点，尽快实施故障抢修。寻找电力电缆单相短路故障点的方法中，有很多是基于非电量测量原理，例如基于故障点振动的声波法精确定位方法以及基于分布式光纤瑞利散射原理测量故障点振动的方法等，这些方法中由于振动信号的衰减以及测量仪器的精密要求等情况造成高压电力电缆故障点测量定位出现很多难题，而目前国内外还没有一种行之有效计算110kVXLPE电力电缆单相故障点振动力的方法。对此，迫切需要一种能够研究计算高压电力电缆在高电压脉冲作用下振动力的研究方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种分析电力电缆故障点振动力的方法，该方法是一种通过建立理想物理模型计算高压电力电缆单相短路故障振动力的研究方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种分析电力电缆故障点振动力的方法，包括以下步骤：

步骤1、设定110kVXLPE绝缘电力电缆故障点为以理想模型，故障点气隙为以半径为r，高度为h的圆柱体气隙，可根据理想气体密度估算故障点气隙的质量；

步骤2、高压脉冲发生器在故障点制造二次故障，假设且能量全部转换为电缆气隙中气体的内能；

步骤3、其他内能瞬间增加膨胀对外做功，引起电力电缆相对运动，电缆从图1状态运到图2状态那天。考虑到理想模型中电缆故障段能量守恒，运用能量守恒及动量守恒定律，计算出电缆故障点振动段平均受力。

所述步骤1中，将电缆故障点气隙中气体假定为理想气体，且认为质量不可忽略。

所述步骤2中，高压脉冲发生器的故障点二次故障中的所发出的能量全部转换为故障点气隙处气体的内能。

所述步骤3中，根据能量守恒定律，及动量守恒定律计算电缆故障点振动段平均受力。

本发明的技术方案详细描述如下：

110kVXLPE电力电缆纵切面2如图1所示，振动源于外护层3内，高脉冲发生器1一端与高压电力电缆故障段的金属导体6连接，另一端直接接地，并通过金属护套接地与电缆故障点7形成放电回路。在高压脉冲将在故障点7处金属导体6和金属护套接地之间发生短路放电。放出的能量在交联聚乙烯5中气隙处全部转化为气隙中理想气体8以及电缆局部段的动能，电缆局部段的运动引起的高压电力电缆的形变如图2所示。

110kVXLPE高压电力电缆故障冲击应力计算公式如下：

建立如图3所示的坐标：

f(x)=xtanα+ltanα,x∈(-l,0),-xtanα+ltanα,x∈(0,l),]]>