[发明专利]一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法

权利要求书

1.一种多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、构建多回同相多根并联电缆的等效计算模型；

S2、基于所述等效计算模型，建立多回同相多根并联电缆压降矩阵；

S3、分别将不同敷设方式下的多回同相多根并联电缆的参数代入所述压降矩阵中进行分析计算，输出不同敷设方式下的多回同相多根并联电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值；

S4、将所述S3得到的不同敷设方式下的多回同相多根电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值进行对比分析和优化改进，设计出对称品字形敷设方式；

S5、将所述对称品字形敷设方式下的多回同相多根并联电缆参数代入所述压降矩阵中进行分析计算，得到对称品字形敷设方式下的多回同相多根并联电缆的电流分布不均匀系数和芯线电流值；并将所述对称品字形敷设方式和其他敷设方式计算的结果进行综合评价。

2.根据权利要求1所述的多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，所述等效计算模型包括：电流计算模型和护套环流计算模型。

3.根据权利要求2所述的多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，构建所述电流计算模型的具体步骤为：

S101、构建多回同相多根并联电缆的电流计算模型；

S102、根据所述S1.1和基尔霍夫电流定律，得到流经A、B、C相上的每根电缆的电流值；

S103、根据所述S1.1多根电缆并联情况，得到流经A、B、C相上的每根电缆产生的压降值；

S104、将所述S1.2～S1.3得到的流经A、B、C相上的每根电缆的电流值和压降值通过欧姆定律进行计算，得到每根电缆在A、B、C三相上的阻抗值。

4.根据权利要求2所述的多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，构建所述护套环流计算模型的具体步骤为：

S105、根据基尔霍夫电压定律，构建多回同相多根电缆并联时的护套环流计算模型；

S106、基于所述步骤1，计算多回同相多根电缆并联时电缆芯线与金属护套的自阻抗和互阻抗；

S107、基于金属护套和电缆芯线的几何参数，计算长度为L的电缆在长度为L的金属护套上产生的感应电压。

5.根据权利要求4所述的多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

计算同相并联电缆每根芯线的自阻抗：

计算同相并联电缆两芯线之间的互阻抗：

计算金属护套自阻抗：

计算金属护套和电缆芯线同相时的互阻抗：

计算金属护套和电缆芯线不同相时的互阻抗：

计算两金属护套之间的互阻抗：

其中，r_a为电缆芯线的单位长度工频交流电阻；r_c＝π²f×10^-4＝0.0493,Ω/km；r_s为金属护套的单位长度工频交流电阻；D_e为以大地为等值回路的等效深度；其中ρ_e为土壤电阻率；D_e为电缆芯线的自几何均距；D_S为金属护套的几何平均半径；D为各电缆间距。

6.根据权利要求5所述的多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，当线路长度≤50m时，所述金属护套采用两端接地方式进行线路保护；当线路长度＞50m时，所述金属护套采用交叉互联接地的方式进行线路保护。

7.根据权利要求5所述的多回同相多根并联高压单芯电力电缆敷设方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

计算电缆芯线与金属护套平行时的所述电缆芯线产生的感应磁通：

其中，d_p为金属护套的几何平均半径；d为金属护套与电缆芯线平行时二者之间的距离；I为电缆芯线中流过的电流；

根据式(12)，计算电缆芯线在金属护套上产生的感应电势：

其中，ω＝2πf，f为工频交流电流频率；

根据式(13)，计算各电缆芯线电流在金属护套上产生的感应电势和为：

其中，φ_pi为多回同相多根电缆并联时每相上的第i根电缆芯线的感应磁通；d_i为每相上的第i根电缆芯线与金属护套之间的距离；I_i为流过每相上的第i根电缆芯线的电流；

根据式(14)，计算长度为L的电缆在长度为L的金属护套上产生的感应电压为：