[发明专利]分层绝缘导体的交直流电阻比确定方法及分层绝缘导体电缆的载流量评估方法

说明书

本发明公开一种分层绝缘导体的交直流电阻比确定方法及分层绝缘导体电缆的载流量评估方法，通过研究其它结构导体样品S_r与k_s之间存在的线性关系，来根据分层绝缘导体可测量计算的S_r反推分层绝缘导体的k_s值，进而用于分层绝缘导体的交直流电阻比计算，以及载流量评估。可用于分层绝缘导体的交流电阻计算，计算方便快速，可为分层绝缘导体的优化设计和性能校核提供理论依据。同时本发明可对分层绝缘导体电缆进行载流能力评估，保障载流量计算结果的准确性，减少导体应用时因载流量偏差带来的输电成本。

技术领域

本发明涉及输电线路、电力电缆载流能力研究技术领域，特别是一种分层绝缘导体的交直流电阻比确定方法，及分层绝缘导体电缆的载流量评估方法。

背景技术

集肤效应亦称趋肤效应，是指当交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大的一种现象。这种现象称“集肤效应”。集肤效应使导体的有效电阻增加，在低频电流流过细导线时，集肤效应可不加考虑，但频率越高、导体截面越大集肤效应就越不可忽略。特别是在800mm²以上的大截面电缆导体中的集肤效应是造成交流电阻大幅高于直流电阻的主要原因。

海底电缆输电工程是跨海域联网工程建设的重要组成部分，交联聚乙烯绝缘交流海底电缆具有传输容量高、安装方便、无敷设落差限制、运行维护简单等优点，因而已基本取代第一代充油海底电缆。海底电缆因要采取导体阻水措施，在电缆导体截面较大时，无法采取有效措施降低集肤效应和邻近效应，交流电阻最大可达到直流电阻的160％，造成大截面海底电缆的运行损耗较大。

分层绝缘导体由于采取了漆包线与裸铜单丝分层绞合的技术，从而可降低导体的集肤效应，使交流电阻得到有效降低。但截至目前并未有文献报道分层绝缘导体的交流电阻的计算方法。虽然交直流电阻比可通过交流电阻测试得到，但目前测试方法不统一，结果的准确性有待验证。如若采用传统测量方法，以1800mm²导体为例，则交流电阻将被高估16％，同时交直流电阻比是计算电缆载流量的基础数据，一旦不准确，将无法知道电缆的额定运行载流量，载流量被低估意味着电网输电效率的降低，单位时间内输送的电能降低，造成电能浪费，输电经济性降低而输电成本提高。因此分层绝缘导体的交直流电阻比理论计算就显得很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种分层绝缘导体的交直流电阻比确定方法及分层绝缘导体电缆的载流量评估方法，可用于分层绝缘导体的交流电阻计算，计算方便快速，可为分层绝缘导体的优化设计和性能校核提供理论依据。同时本发明可对分层绝缘导体电缆进行载流能力评估，保障载流量计算结果的准确性，减少导体应用时因载流量偏差带来的输电成本。

本发明采取的技术方案为：一种分层绝缘导体的交直流电阻比确定方法，包括：

S1，获取多个导体样品的S_r和k_s数据，S_r为导体径向直流电导与轴向直流电导的比值， k_s为导体集肤效应因数的修正系数；

S2，基于多个导体样品的S_r和k_s数据，利用最小二乘法对S_r与k_s进行线性拟合，得到S_r与k_s的函数关系；

S3，对于待确定交直流电阻比的分层绝缘导体，计算其S_r理论值；

S4，根据S_r与k_s的函数关系，基于S_r理论值计算k_s理论值；

S5，基于计算得到的k_s理论值，计算集肤效应因数；