CN114814477A - 金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法、设备及存储介质，属于高电压与绝缘技术领域，是针对电力电缆的实时在线监测和故障定位的问题，包括：步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流；步骤S2，根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流值，以初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况。实现了对金属护层交叉互联的三相电缆的泄漏电缆与护层环流的分离、阻性电流与泄漏电流的分离，给出了流过三相金属护层交叉互联电缆绝缘的阻性电流计算公式，该方法不受负载电流的影响，适用于任何电压等级、任意长度的电力电缆，金属护层交叉互联与否均适用。
Description
技术领域
本发明涉及高电压与绝缘技术领域，特别是涉及金属护层交叉互联电缆阻性电流的计 算方法、设备及存储介质。
背景技术
电力电缆承担着电能输送的重任，在电缆投入使用后，会受到电场、机械、热以及环 境等因素的影响，这些因素的共同作用，容易引起电缆绝缘的故障。一旦电缆绝缘发生故 障，电力能源的正常供应将会出现极大的安全隐患。大量的电缆运行经验表明，电缆线路 故障是引发电网事故的重要原因。如何快速准确地发现故障、确定故障位置是电力电缆维 护所面临的重要课题。传统的电缆故障定位，常采用的是停电检查和单端信息测距的方式， 利用电缆线路本身的保护系统来判断故障区域，然后由运维人员通过试验设备进行电缆故 障性质的判断和定位，这不仅增加了运行维护人员的工作流程和难度，也延长了电缆故障 定位所需要的时间。此外，现如今社会经济高速发展，即便停电检查时间很短，也可能造 成极大的经济损失。若能够尽可能早的发现电缆故障点，并及时对故障点采取措施，将会 大大降低故障所造成的损失，为电力系统安全可靠运行提供保障。因此，实现电力电缆的 实时在线监测和故障定位意义重大。
交联聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)电力电缆凭借具有良好的绝缘性能、 机械性能、热性能及供电可靠性高等优点，已被广泛地应用于电力系统的各个电压等级输 配电网络中，成为构成城市供电和主网架的重要环节，并在逐渐向高压、超高压的领域发 展。XLPE电缆在投入运行的不同时期会发生不同类型的线路故障，例如因受到外力破坏 而导致电缆绝缘受损、电缆附件界面处发生放电、电缆绝缘老化等引起的线路故障等。高 电压、长距离的电力电缆采用的是单芯电缆，电缆线芯与金属护层之间可看作是一个空心 变压器，线芯相当于变压器的一次绕组，金属护层相当于变压器的二次绕组。当交流电流 通过电缆线芯时，会在线芯周围产生交变的磁场，由电磁感应定律可知，金属导体在交变 磁场中产生感应电流和感应电动势，因此金属护层中会感应出电压，当其与大地之间构成 回路时，护层中就会有感应电流流过。金属护层中的感应电压与电缆长度成正比，当母线 上的电流很大时，电缆的金属护层上感应出的电压值也会很大，这样高数值的电压对电缆 绝缘的正常工作带来了极大的风险。因此，当电力电缆长度在1000米以上时，常采用金 属护层交叉互联的连接方式来抵消金属护层中的感应电压，如图2XLPE电缆N个金属护 层交叉互联单元标准接线示意图所示。
目前，电力电缆绝缘的在线监测方法主要有直流分量法、直流叠加法、交流叠加法、 接地电流法、局部放电法和损耗因数法等。直流分量法是指在外加交流电源的情况下，如 果在运行中的XLPE电缆绝缘产生了水树枝，由于水树枝具有“整流作用”，使得流过电缆绝缘的电流中含有一个微弱的直流电流分量(一般为nA级以上)，通过检测这一微弱的直流电流分量对电缆绝缘状况进行评估；由于现制造工艺上的改进，目前XLPE电缆均采用 干式交联法，在高电压等级的电缆线路中，水树枝而引起的绝缘故障已不多见，只有在长 期潮湿环境下的电缆会在其半导体层的缺陷处引发水树枝，该方法不适用于初期投运的电缆，对运行较长时间的电缆仍然适用。直流叠加法是指在电缆所接电压互感器的中性点，或是使用其他方法将一低压直流电源叠加到正在运行的电缆线芯上，用灵敏度较高的电流表测量流过电缆绝缘的直流泄漏电流或是测量电缆的绝缘电阻来对电缆绝缘状况进行评估。交流叠加法是指将一个频率为工频频率2倍加1Hz的交流电压叠加到正在运行的电 缆上，通过检测此时电缆中±1Hz劣化信号的强弱来判断电缆绝缘的状况。由于在高压线 路中三相中性点通常是直接接地，无法在电缆线芯上叠加直流、交流电源，因此直流叠加 法、低频叠加法和交流叠加法也不适用。局部放电法是评价电力电缆绝缘状况的最佳方法， 电缆绝缘老化的起点是由杂质、气隙、凸起毛刺等缺陷引起的，在电场、热、机械、化学 等因素的共同作用下以局部放电、树枝老化等形式表现出来，但最终以电树枝的形式导致 电缆绝缘的击穿，XLPE电缆绝缘在树枝老化过程中会产生不同频率的局部放电信号，但 是电缆的局部放电信号微弱、波形复杂多变难以区分，因此工程中难以实现现场的在线监 测[5-6]。接地电流法是指利用电流互感器测量流过电缆接地线的电流，通过接地线中电流是 否呈增大趋势来判断电缆绝缘状态，但在金属护层交叉互联下接电线上的电流几乎为零， 因此接地电流法也不适用。损耗因数(tanδ)法是利用电流互感器和电压互感器分别将流过电 缆绝缘的电流和施加于电缆上的电压测量出来，再通过数字化测量装置测出电缆绝缘tanδ值；但由于XLPE绝缘tanδ值一般都很小，使得方法不易被采用。
流过电缆绝缘的泄漏电流分为阻性电流和容性电流，电缆正常运行时容性电流远远大 于阻性电流，当电缆绝缘发生劣化或损坏时，泄漏电流变化不明显，不能及时反应电缆主 绝缘状况，但此时阻性电流的变化明显。因此，可通过对流过电缆绝缘的阻性电流的变化 判断电缆主绝缘的状况。本实施例提出一种金属护层交叉互联电缆绝缘阻性电流的计算方 法，通过对电缆首末端电压、流过接地箱和换位箱内同轴电缆的电流瞬时值进行监测，通 过公式推导得到流过三相金属护层交叉互联电缆绝缘的阻性电流，根据该阻性电流值的变 化可以实现对金属护层交叉互联电缆绝缘状况的在线监测，对保证电力电缆的安全运行对 整个电力系统、国民经济的发展具有着重要意义。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种金属护层交叉互联电缆阻性电 流的计算方法、设备及存储介质，可以解决电力电缆的实时在线监测和故障定位的问题。
本发明采用的技术方案一在于：
金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法，包括以下步骤：
步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流；
根据泄露电流的基本原理依次对各环路进行分析，求得交叉互联电缆的12个电流传 感器测量电流；
步骤S2，根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流值，以 初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况；
根据电缆首端的电压和线芯电流，求得该相电缆首、末两端的电压降，进而求得电缆 主绝缘的阻抗与等值电阻和等值阻抗，进而求得流过电缆主绝缘的阻性电流，最终通过阻 性电流值的变化能够直接反映电缆绝缘状况。
进一步地，所述步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流 的实施过程如下：
泄漏电流公式如下：
式(1)中，
为各段的泄漏电流；
为向左的电流分量；
为向右的电流分量，n＝a、 b、c，i＝1、2、3；
设电流方向向左为正，分析a1-b2-c3环路，该环路两端的电流传感器A1和A10的测量电流分别为
和
包含各段的电流分量及该环路内的环流，公式如下：
同理，其他两个环路两端电流传感器A2和A11的测量电流
和
A3和A12的测 量电流
和
的表达式分别为：
在换位箱中通过同轴电缆的线芯和护层分别连接相邻两段电缆金属护层实现金属护 层的交叉互联，根据安培环路定理可得电流传感器A4-A9测量的电流是来自两个不同环路 电流的矢量和；
电流传感器A4测量电流为a1-b2-c3环路在该处电流
和c1-a2-b3环路在该处电流 
的矢量和，公式如下：
同理，其他电流传感器的测量电流公式如下：
推导出安装在交叉互联电缆的12个电流传感器测量电流的关系式为：
式(7)中，
(i＝1、2、3)分别为每段电缆向左电流分量；
i＝1、2、3，分别为每段电缆向右电流分量；
i＝1、2、3，分别为每段电缆的 泄漏电流；
分别为各支路护层环流；
根据以上电流传感器测量电流的关系可推导出A、C相各段电缆泄漏电流的表达式：
式(8)整理得：
同时可得到A、B相各段电缆泄漏电流的表达式：
式(10)中，
i＝1、2、3，分别为每小段电缆的泄漏电流，整理可得：
三个环流回路上的泄露电流之和与电流传感器测量电流的关系式为：
整理可得：
将式(9)和式(11)代入到式(13)可得：
式(14)为一个交叉互联单元中流经A、B、C相电缆3段绝缘的泄露电流矢量和，因此， 通过式(9)分别将流过三相电缆绝缘的泄漏电流与电缆护层环流分离开。
进一步地，所述根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流 值，以初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况实 施过程如下：
已知电缆首端的电压和线芯电流，根据基尔霍夫电压定律得到如下公式：
式(15)中，γ为电缆的传播系数，Zc为电缆的波阻抗，推导出：
令x＝2l，得到用电缆首端电压
首端线芯电流
表示电缆末端电压
的表达式为：
此时，该相电缆首、末两端的电压降可表示为：
若已知电缆末端的电压，可得到：
令x＝0，可得到用电缆末端的电压和线芯电流表示的电缆首端的电压的表达式为：
该相电缆首、末两端的电压降亦可表示为：
联立式(18)与式(21)，整理得：
根据电路阻抗定理，式(22)中，Z为电缆主绝缘的等值阻抗；
根据阻抗的定义可知，电缆主绝缘的阻抗与等值电阻和等值阻抗为：
式(23)中，R为电缆主绝缘的等值电阻；C为电缆导线与金属护层之间的等值电容；ω 为电缆运行时系统的角速度，联立式(22)和式(23)可得到电缆的等值电阻，公式如下：
流过电缆主绝缘的阻性电流公式如下：
式(25)中，
为流过该相电缆主绝缘的阻性电流；
同理，得到流过其他两相电缆主绝缘的阻性电流，A、B、C三相电缆的两端电流差值为泄漏电流，写成如下式子：
将式(26)代入式(25)中，得到三相电缆的阻性电流之和为：
式(27)中，
i＝1,2，分别为电缆两端对地电压；
i＝1,2，分别为各小段电缆的泄漏电流；
将式(14)代入式(27)可得三相电缆绝缘的阻性电流之和为：
式(28)，根据该阻性电流值的变化实时监测电缆的绝缘状态。
本发明采用的技术方案二在于：一种电子设备，包括处理器和用于存储能够在处理器 上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行方案一所述金属护层交叉互联电 缆阻性电流的计算方法的步骤。
本发明采用的技术方案三在于：一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机 程序被处理器执行时实现方案一所述金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法的步骤。
本发明的有益效果是：
1.本申请提出的方法实现了对金属护层交叉互联的三相电缆的泄漏电缆与护层环流 的分离、阻性电流与泄漏电流的分离，给出了流过三相金属护层交叉互联电缆绝缘的阻性 电流计算公式。
2.本申请提出的阻性电流计算方法不受负载电流的影响。
3.本申请提出的阻性电流计算方法适用于任何电压等级、任意长度的电力电缆，金属 护层交叉互联与否均适用。
附图说明
图1为本申请金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法的电流传感器的设置和各 支路电流分布图；
图2为本申请方法的XLPE电缆N个金属护层交叉互联单元标准接线示意图；
图3为本申请方法的a1-b2-c3环路的电流分布图；
图4为本申请方法的换位箱内两相邻支路的电流分布图；
图5为本申请方法的单相电缆交流稳态等效电路图；
图6为本申请电流互感器的布置方式图。
具体实施方式
实施例1：
本申请实施例1提出了一种用于计算金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法，首 先将泄漏电流与金属护层中的环流分离，再将阻性电流与泄漏电流分离，通过阻性电流值 的变化监测电缆绝缘状况。电流传感器分别安装在接地箱G1、接地箱G2、换位箱N1及换 位箱N2外部出线端的同轴电缆上，电流传感器A1-A12所测得的电流分别用
来表 示，如图1所示。其中，在换位箱N1和换位箱N2同轴电缆上测得的电流包含流经相邻两段电缆金属护层的电流。
(i＝1、2、3)分别为每段电缆向左电流分量；
(i＝1、2、3)分别为每段电缆向右电流分量；
分别为各支路护层环流。
一种用于计算金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法，包括以下步骤：
步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流；
泄漏电缆与电缆护层环流分离的基本原理：
泄漏电流是指由电缆线芯经主绝缘流至金属护层的电流，在金属护层中可向左侧和右 侧两个方向流动，
式(1)中，
为各段的泄漏电流；
为向左的电流分量；
为向右的电流分量，n＝a、 b、c，i＝1、2、3。
接地箱中的测量电流：
如图3所示，设电流方向向左为正，以a1-b2-c3环路为例进行分析。该环路两端的电流传感器A1和A10的测量电流分别为
和
包含各段的电流分量及该环路内的 环流，公式如下：
同理，其他两个环路两端电流传感器A2和A11的测量电流
和
A3和A12的 测量电流
和
的表达式分别为：
金属护层交叉互联是在换位箱中通过同轴电缆的线芯和护层分别连接相邻两段电缆 金属护层实现的，根据安培环路定理可知电流传感器A4-A9测量的电流是来自两个不同 环路电流的矢量和，换位箱内两相邻支路的电流分布如图4所示。
如电流传感器A4测量电流为a1-b2-c3环路在该处电流
和c1-a2-b3环路在该处电 流
的矢量和，即可表示为：
同理，其他电流传感器的测量电流表达式为：
即安装在交叉互联电缆的12个电流传感器测量电流的关系式为：
式(7)中，
(i＝1、2、3)分别为每段电缆向左电流分量；
(i＝1、2、3)分别为每段电缆向右电流分量；
(i＝1、2、3)分别为每段电缆 的泄漏电流；
分别为各支路护层环流。
根据以上电流传感器测量电流的关系可推导出A、C相各段电缆泄漏电流的表达式：
式(8)整理得：
同时可得到A、B相各段电缆泄漏电流的表达式：
式(10)中，
(i＝1、2、3)分别为每小段电缆的泄漏电流，整理可得：
三个环流回路上的泄露电流之和与电流传感器测量电流的关系式为：
整理可得：
将式(9)和式(11)代入到式(13)可得：
式(14)为一个交叉互联单元中流经A、B、C相电缆3段绝缘的泄露电流矢量和。因此，可通过式(9)分别将流过三相电缆绝缘的泄漏电流与电缆护层环流分离开。
步骤S2，根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流值，以 初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况；
阻性电流与泄漏电流分离的基本原理：
以长距离三相电缆中的某一相为例进行如下分析，单相电缆交流稳态等效电路如图5 所示。图5中：
和
分别为流过该相电缆线芯的首端电流和末端电流；
和
分别为该相电缆首端电压和末端电压；R0为电缆线芯单位长度的等效电阻；L0为电缆线芯单位 长度的等效电感；G0为电缆主绝缘单位长度的等效电导；C0为电缆主绝缘单位长度的等 效电容。
若已知电缆首端的电压和线芯电流，由图3可以根据基尔霍夫电压定律得到如下关系 式：
式(15)中，γ为电缆的传播系数；Zc为电缆的波阻抗，即：
为了方便计算，令x＝2l，得到用电缆首端电压、首端线芯电流表示电缆末端电压的表 达式为：
此时，该相电缆首、末两端的电压降可表示为：
若已知电缆末端的电压，可得到：
令x＝0，可得到用电缆末端的电压和线芯电流表示的电缆首端的电压的表达式为：
此时，该相电缆首、末两端的电压降亦可表示为：
联立式(18)与式(21)，整理得：
根据电路阻抗定理，式(22)为电缆首末两端电压的相量和的一半与首末端电流差的比 值，即为电缆主绝缘的等值阻抗Z，该比值与电缆一次参数、电缆长度有关，与负载电流 无关。因此，取电缆首末两端电压的相量和的一半作为参考电压不受负载电流的影响。
又根据阻抗的定义可知，电缆主绝缘的阻抗与等值电阻和等值阻抗为：
式(23)中，R为电缆主绝缘的等值电阻；C为电缆导线与金属护层之间的等值电容；ω 为电缆运行时系统的角速度。这样，根据电缆首、末端的电压和电流可计算出电缆绝缘等 效阻抗的值。联立式(22)和式(23)可得到电缆的等值电阻，可表示为：
则流过电缆主绝缘的阻性电流可表示为：
式(25)中，
为流过该相电缆主绝缘的阻性电流。同理，可以得到流过其他两相电缆主 绝缘的阻性电流。A、B、C三相电缆的两端电流差值为泄漏电流，可以写成如下式子：
将式(26)代入式(25)中，即可得到三相电缆的阻性电流之和为：
式(27)中，
(i＝1,2)分别为电缆两端对地电压，
(i＝1,2)分别为各 小段电缆的泄漏电流。
将式(14)代入式(27)可得三相电缆绝缘的阻性电流之和为：
由式(28)即可通过每相电缆两终端的对地电压和电流传感器A1至A12的测量值计算出流过交叉互联电缆绝缘的阻性电流，阻性电流值的变化能够直接反映电缆绝缘状况，根据该阻性电流值的变化实时监测电缆的绝缘状态，对保证电力电缆安全运行具有重要作用。
本实施例提出了一种通过阻性电流、泄漏电流、护层环流分离的方法，并对阻性电流 的计算过程进行了公式推导，对长距离交叉互联电缆绝缘状况进行在线监测。
该方法主要由两部分内容构成：第一，交叉电缆泄漏电流的计算方法；第二，电缆绝 缘的泄漏电流中分离阻性电流的方法和阻性电流的计算方法。通过理论公式推导，给出了 阻性电流的计算方法，并说明了此方法的优点，即取施加在每相电缆两终端电压相量和的 一半作为参考电压，对电缆绝缘阻抗进行计算时，其结果不受流过电缆负载电流变化的影 响；证明了从流过长距离电缆主绝缘的泄漏电流中分离出阻性电流的可行性；提出了通过 对比阻性电流和泄漏电流变化情况来定位电缆绝缘故障段的创新方法。
实施例2：
本申请实施例2提供一种电子设备，电子设备以通用计算设备的形式表现。电子设备 的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元，用于存储能够在处理器上 运行的计算机程序的存储器，连接不同系统组件(包括存储器、一个或者多个处理器或者 处理单元)的总线。
其中，所述一个或者多个处理器或者处理单元用于运行所述计算机程序时，执行实施 例1所述方法的步骤。所述处理器所用类型包括中央处理器、通用处理器、数字信号处理 器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。
其中，总线表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器， 外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。 举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
实施例3：
本申请实施例3提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理 器执行时实现实施例1所述方法的步骤。
需要说明的是，本申请所示的存储介质可以是计算机可读信号介质或者存储介质或者 是上述两者的任意组合。存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外 线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储 器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携 式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组 合。在本申请中，存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执 行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，存储介质可以包括在基带 中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的 数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。 存储介质还可以是存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传 播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可 读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、 RF等等，或者上述的任意合适的组合。
实施例4：
本实施例4提出了一种金属护层交叉互联电缆绝缘阻性电缆的计算方法，通过在线监 测每相电缆的阻性电流值的变化情况，来实时监测电缆绝缘状况，具体实施方案如下：
如图6所示，电流传感器同名端方向分别在每相电缆的两终端、接地箱和换位箱中的 同轴电缆分别安装电流互感器(current transformer，CT)，即安装如图6中标号CT1 至CT6共6个电流传感器位于电缆两终端、A1至A12共12个电流传感器安装在每个交叉 互联单元接地箱和换位箱的同轴电缆上，根据各电流传感器的测量值和电压的测量值，通 过本发明提出的公式(28)对阻性电流进行计算，以来实时对电缆绝缘状况的监测。通常， 在电缆终端安装有电压互感器(potential transformer，PT)，在电缆本体的首末端及两 端接地箱内分别安装GPS模块可以实现对两终端电压、电流信号瞬时值的测量，通过GPS 天线接收卫星发送的时间信息，并将同步秒脉冲信号传送给微处理器，由微处理器产生同 步采样信号启动电力电缆两端的A/D转换芯片同时进行采样。再将采集到的数据通过无线 数据传输GPRS进行无线信号传输，GPRS模块分别安装在电缆两终端、接地箱和换位箱内 每个同轴电缆的电流传感器上，将采集得到的电流、电压信号通过GPRS传输给上位机， 在上位机上实现对流过电缆绝缘阻性电流的计算并显示结果，这样就可以使本发明所提出 的方法得到具体实施，从而实现了对电缆绝缘阻性电流的计算，实现实时对电缆运行状况 的在线监测。
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领 域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的 技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
本实施方式只是对本实施例的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员 还可以对其局部进行改变，只要没有超出本实施例的精神实质，都在本实施例的保护范围 内。
Claims (5)
1.金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流；
根据泄露电流的基本原理依次对各环路进行分析，求得交叉互联电缆的12个电流传感器测量电流；
步骤S2，根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流值，以初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况；
根据电缆首端的电压和线芯电流，求得该相电缆首、末两端的电压降，进而求得电缆主绝缘的阻抗与等值电阻和等值阻抗，进而求得流过电缆主绝缘的阻性电流，最终通过阻性电流值的变化能够直接反映电缆绝缘状况。
2.根据权利要求1所述的金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法，其特征在于，所述步骤S1，根据同轴电缆的电流关系式确定各相交叉电缆的泄漏电流的实施过程如下：
泄漏电流公式如下：
式(1)中，
为各段的泄漏电流；
为向左的电流分量；
为向右的电流分量，n＝a、b、c，i＝1、2、3；
设电流方向向左为正，分析a1-b2-c3环路，该环路两端的电流传感器A1和A10的测量电流分别为
和
包含各段的电流分量及该环路内的环流，公式如下：
同理，其他两个环路两端电流传感器A2和A11的测量电流
和
A3和A12的测量电流
和
的表达式分别为：
在换位箱中通过同轴电缆的线芯和护层分别连接相邻两段电缆金属护层实现金属护层的交叉互联，根据安培环路定理可得电流传感器A4-A9测量的电流是来自两个不同环路电流的矢量和；
电流传感器A4测量电流为a1-b2-c3环路在该处电流
和c1-a2-b3环路在该处电流
的矢量和，公式如下：
同理，其他电流传感器的测量电流公式如下：
推导出安装在交叉互联电缆的12个电流传感器测量电流的关系式为：
式(7)中，
分别为每段电缆向左电流分量；
2、3，分别为每段电缆向右电流分量；
分别为每段电缆的泄漏电流；
分别为各支路护层环流；
根据以上电流传感器测量电流的关系可推导出A、C相各段电缆泄漏电流的表达式：
式(8)整理得：
同时可得到A、B相各段电缆泄漏电流的表达式：
式(10)中，
分别为每小段电缆的泄漏电流，整理可得：
三个环流回路上的泄露电流之和与电流传感器测量电流的关系式为：
整理可得：
将式(9)和式(11)代入到式(13)可得：
式(14)为一个交叉互联单元中流经A、B、C相电缆3段绝缘的泄露电流矢量和，因此，通过式(9)分别将流过三相电缆绝缘的泄漏电流与电缆护层环流分离开。
3.根据权利要求2所述的金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法，其特征在于，所述根据三相电缆的参考电压和泄漏电流计算得到各相电缆的阻性电流值，以初始投运电缆的阻性电流值为基准，通过该阻性电流值的变化监测电缆绝缘状况实施过程如下：
已知电缆首端的电压和线芯电流，根据基尔霍夫电压定律得到如下公式：
式(15)中，γ为电缆的传播系数，Zc为电缆的波阻抗，推导出：
令x＝2l，得到用电缆首端电压
首端线芯电流
表示电缆末端电压
的表达式为：
此时，该相电缆首、末两端的电压降可表示为：
若已知电缆末端的电压，可得到：
令x＝0，可得到用电缆末端的电压和线芯电流表示的电缆首端的电压的表达式为：
该相电缆首、末两端的电压降亦可表示为：
联立式(18)与式(21)，整理得：
根据电路阻抗定理，式(22)中，Z为电缆主绝缘的等值阻抗；
根据阻抗的定义可知，电缆主绝缘的阻抗与等值电阻和等值阻抗为：
式(23)中，R为电缆主绝缘的等值电阻；C为电缆导线与金属护层之间的等值电容；ω为电缆运行时系统的角速度，联立式(22)和式(23)可得到电缆的等值电阻，公式如下：
流过电缆主绝缘的阻性电流公式如下：
式(25)中，
为流过该相电缆主绝缘的阻性电流；
同理，得到流过其他两相电缆主绝缘的阻性电流，A、B、C三相电缆的两端电流差值为泄漏电流，写成如下式子：
将式(26)代入式(25)中，得到三相电缆的阻性电流之和为：
式(27)中，
分别为电缆两端对地电压，
分别为各小段电缆的泄漏电流；
将式(14)代入式(27)可得三相电缆绝缘的阻性电流之和为：
式(28)，根据该阻性电流值的变化实时监测电缆的绝缘状态。
4.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行权利要求1至3任一项所述金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法的步骤。
5.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述金属护层交叉互联电缆阻性电流的计算方法的步骤。
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