[发明专利]一种长电缆入口阻抗对绝缘老化的灵敏度计算方法

说明书

本发明公开了一种长电缆入口阻抗对绝缘老化的灵敏度计算方法，包括以下步骤：S01：基于预设的长电缆分布参数模型，根据入口阻抗计算出入口阻抗幅值达到峰值的谐振频率f_|Z|max；S02：基于预设的电缆绝缘老化等效模型，推导出老化发生在中点时的入口阻抗对绝缘老化灵敏度计算公式，求出灵敏度达到峰值的谐振频率f_|δ|max；S03：根据f_|Z|max和f_|δ|max的关系确定第一谐振频率f₁，推导出不同老化位置的灵敏度计算公式，从而确定不同老化位置与不同老化程度和电缆入口阻抗灵敏度的解析关系。本发明可以直接根据电缆电气参数和介质损耗因数，计算长电缆入口阻抗对绝缘老化灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种长电缆入口阻抗对绝缘老化的灵敏度计算方法，涉及高电压与绝缘技术领域。

背景技术

为监测或诊断电缆在发生故障之前的老化状况，电力技术人员采取了很多措施，运用宽频阻抗谱技术进行电缆绝缘老化定位成为了近年来研究的热点。目前阻抗谱技术利用宽频率范围内的电缆阻抗测量来获得有关介电特性的信息，通过开发算法，从这些阻抗测量中提取属性以表征电缆的状况，所以入口阻抗对绝缘老化灵敏度的研究尤为关键。

由于电缆阻抗谱技术相关研究尚处于起步阶段，系统化的理论尚未形成，现有技术均未对阻抗谱与电缆电气参数的内在关联性以及绝缘老化对阻抗谱的影响机理进行研究，因此目前急需一种能够准确计算入口阻抗对绝缘老化的灵敏度方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述背景技术中存在的问题，提供一种长电缆入口阻抗对绝缘老化的灵敏度计算方法，从而建立了不同老化位置与不同老化程度和电缆入口阻抗灵敏度的解析关系。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的一种长电缆入口阻抗对绝缘老化的灵敏度计算方法，包括以下步骤：

S01：基于预设的长电缆分布参数模型，根据入口阻抗计算出入口阻抗幅值达到峰值的谐振频率f_|Z|max；

S02：基于预设的电缆绝缘老化等效模型，推导出老化发生在中点时的入口阻抗对绝缘老化灵敏度计算公式，求出灵敏度达到峰值的谐振频率f_|δ|max；

S03：根据f_|Z|max和f_|δ|max的关系确定第一谐振频率f₁，推导出不同老化位置的灵敏度计算公式，从而确定不同老化位置与不同老化程度和电缆入口阻抗灵敏度的解析关系。

步骤S01中，基于预设的电缆中电导G忽略不计，所述长电缆分布参数模型的分布参数计算公式为：

其中：R为电阻、L电感、C为电容，ω＝2πf为角频率；r_c和r_s分别为电缆的缆芯外半径和屏蔽层内半径，ρ_c和ρ_s分别为电缆的缆芯和屏蔽层电阻率；μ₀为真空磁导率；ε为绝缘层的介电常数。

根据预设的电缆长度l，则由此模型得到入口阻抗Z_in和反射系数Γ_L的的方程：

其中，Z₀为特性阻抗，j为虚数单位，Z_L为负载阻抗，γ为线路传播系数，

入口阻抗幅值为：

其中：r＝Γ_Le^-2αl，θ＝2βl，α是线路衰减系数，β是线路相位系数；