[发明专利]电力电缆应急负荷载流量的检测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，特别是涉及一种电力电缆应急负荷载流量的检测方法和系统。

背景技术

当输电线路出现事故时，往往需要将原本电缆上的负载切换到其他电缆上，以维持用户的正常用电，但是过多的负载会造成较大的电流，增大电缆的负担，由于电缆本身的绝缘在超过一定温度后会发生热击穿，因此长时间进行过负载运行是不可行的；由于电网调度人员一般可以在两小时内将发生事故前的原本电缆的负载调度分配到电网的其他部分，因此对暂时过负载电缆在暂态下两小时内的温升情况进行预测便变得尤为重要。

目前对暂态载流量引起的两小时后电缆内部导体升温的检测方案，主要还是通过具体的实验数据进行观察，缺乏通用性，在实际应用中也较为繁琐。既可以需要耗费大量实验资源，又难以便捷的应用到实际工程中。

发明内容

基于此，有必要针对现有的检测方案既耗费大量实验资源又难以便捷的应用到实际工程中的问题，提供一种电力电缆应急负荷载流量的检测方法和系统。

一种电力电缆应急负荷载流量的检测方法，包括如下步骤：

检测电力电缆的电路发生故障时的交流电阻、环境温度、导体温度以及绝缘层各分层的温度；

根据所述电力电缆历史运行的数据确定电力电缆的电缆外护套外表面到土壤温度稳定点之间的热阻和热容；

利用热力学的能量守恒定律，并根据所述交流电阻、环境温度、导体温度、绝缘层各分层的温度及热阻和热容，获取应急负荷时间的应急负荷载流量计算模型；

根据应急负荷载流量计算模型，计算所述电力电缆经过紧急负荷时间后，电力电缆温度不超过设定温度的电力电缆最大载流量。

上述电力电缆应急负荷载流量的检测方法，能够快速检测出应急负荷下最大载流量，既可避免超出最大载流量的负荷对电力电缆造成损伤，又可避免不必要的抢修停电，提高了电力电缆线路的设备利用率，既可以节约大量实验资源，又可以较为便捷的应用到实际工程中。

在一个实施例中，所述绝缘层各分层的温度包括绝缘层温度、缓冲带温度、铝护套温度和外护套温度；

其中：

获取电力电缆的导体通过交流电时对交流电产生的阻碍，得到所述交流电阻；

通过安装在生产线和设备上的监测仪表,对生产及设备的温度、电流信号进行连续监测，获取电力电缆的所述环境温度；

根据电缆暂态热路模型计算电力电缆的导体温度T₁、绝缘层温度T_n-3、缓冲带温度T_n-2、铝护套温度T_n-1和外护套温度T_n。

在一个实施例中，所述应急负荷载流量计算模型包括：

式中，I是电力电缆的最大载流量，t₁的电力电缆的导体温度不超过的规定温度，h_ij(1≤i,j≤n)为伴随矩阵H中的第i行，第j列元素；l_ij(1≤i,j≤n)为系数矩阵L中的第i行，第j列元素；λ_i(1≤i≤n)为对角矩阵Λ中的第i个对角元素；y_i0(1≤i≤n)为初始条件列向量Y₀中的第i个对角元素；R为电力电缆的导线单位长度的交流电阻；t₀为电力电缆的外部环境的外边界温度；R_n分别为电缆外护套外表面到土壤温度稳定点之间土壤的热阻。

在一个实施例中，所述利用热力学的能量守恒定律，并根据所述交流电阻、环境温度、导体温度、绝缘层各分层的温度及热阻和热容，获取应急负荷时间的应急负荷载流量计算模型的步骤包括：

利用热力学的能量守恒定律构建所述电力电缆的温度的热路模型；

将所述热路模型转换成矩阵形式；

利用对角化方法对所述热路模型进行解耦求解，得到电力电缆的最大载流量与紧急负荷时间的对应关系式；

对所述对应关系式的最大载流量进行分离变量，得到规定经过紧急负荷时间后，电力电缆的导体温度不超过规定温度的电缆最大载流量计算式，作为应急负荷载流量计算模型。

在一个实施例中，所述热路模型包括：