CN115097189A - 交叉互联电缆护套环流计算方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

交叉互联电缆护套环流计算方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

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CN115097189A CN202210763794.1A CN202210763794A CN115097189A CN 115097189 A CN115097189 A CN 115097189A CN 202210763794 A CN202210763794 A CN 202210763794A CN 115097189 A CN115097189 A CN 115097189A
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陈晓儒
黄龙毅
杨世迎
朱双
李成坤
王庄子
章轩铭
钟振鑫
张惠荣
黄戬
林杰欢
邓小康
罗庆雄
张建锋
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Abstract

本发明公开了一种交叉互联电缆护套环流计算方法、装置、电子设备及介质。该交叉互联电缆护套环流计算方法在计算交叉互联电缆金属护套环流时，考虑了线芯中泄漏电流的影响，较准确的得到各交叉互联段上的护套环流，更符合实际运行情况，便于对电缆进行监测与保护。要得到护套电流在护套回路沿线上连续的分布情况，则将线芯护套间的π型等值电路微元化，进而得到分布式的等值电路再做类似的计算即可，较准确地得到护套环流在各交叉互联段上的分布情况，便于对电缆进行敷设、监测、保护。

Description

交叉互联电缆护套环流计算方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及多回路高压电缆金属护套环流计算技术领域，尤其涉及一种交叉互联电缆护套环流计算方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
图1是现有的单芯电缆的结构示意图，参见图1，单芯电缆由线芯、半导体屏蔽、主绝缘、绝缘屏蔽、金属护套、外护套组成，采用交联聚乙烯为主绝缘的单芯电缆，其单位绝缘电阻可达数百GΩ/km，泄漏电流中的阻性成分小于1mA/km，容性成分可达数A/km，由线芯经主绝缘流向金属护套的电流称为泄漏电流，故泄漏电流主要呈容性，且在计算护套环流时不可忽略。
根据电磁感应定律，高压电缆运行时电流产生的交变磁场将与金属护套相交链产生感应电压，若在金属护套上存在闭合回路，则会产生感应电流，护套回路上的总感应电流由电缆线芯中的负荷电流、线芯中的泄漏电流以及其它护套回路上的护套环流共同产生，其中，交叉互联电缆金属护套上的电流为感应电流与泄漏电流之和。
发明内容
本发明提供了一种交叉互联电缆护套环流计算方法、装置、电子设备及介质，以解决在计算线芯电流产生感应电压时未考虑泄漏电流影响，且未考虑在计算护套环流时其在护套回路上分布情况的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种交叉互联电缆护套环流计算方法，所述交叉互联电缆护套环流计算方法包括：
获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻；
利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流；
根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势；
根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值；
将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。
可选地，所述根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，包括：
根据下述公式(一)、公式(二)以及公式(三)计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，具体为：
Figure BDA0003721631240000021
Figure BDA0003721631240000022
Re＝π2f×10-7L 公式(三)
其中，R为金属护套电阻；X为金属护套自感抗；Re为大地等值电阻；ρ为护套电阻率；α为护套电阻温度系数；T为护套运行温度；r1为护套内半径；r2为护套外半径；L为电缆总长度；ω为角频率；De为大地等值深度；Rav为护套几何平均半径；f为频率。
可选地，所述利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流，包括：
根据下述公式(四)以及公式(五)计算得到线芯护套间的泄漏电流，具体为：
ILji≈jωC/2×Uj×Li 公式(四)
Figure BDA0003721631240000031
其中，ILij为j相线芯护套π型等值电路中第i个泄漏电流；C为电缆单位长度金属护套与线芯间的电容值；Li为第i段交叉互联电缆长度；Uj为正常工况下j相线芯上的系统电压；εr为相对介电常数；ε0为真空介电常数；Dc为电缆线芯直径；δ为电缆绝缘厚度；
根据下述公式得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流，具体为：
Figure BDA0003721631240000032
Figure BDA0003721631240000033
Figure BDA0003721631240000034
其中，IAi(i＝1,2,3)表示A相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；IBi(i＝1,2,3)表示B相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；ICi(i＝1,2,3)表示C相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流。
可选地，所述根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势，包括：
根据下述公式计算得到所述当前交叉互联电缆的各相各段护套由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流产生的感应电势，具体为：
Figure BDA0003721631240000041
Figure BDA0003721631240000042
Figure BDA0003721631240000043
其中，Eji为j相护套第i段上由线芯电流产生的感应电压；GMR为金属护套的几何平均半径；Sjj为相间距；
Figure BDA0003721631240000044
Figure BDA0003721631240000045
Figure BDA0003721631240000046
其中，E′ji表示j相护套回路中第i交叉互联段上由其他相护套电流产生的感应电压；ISA、ISB、ISC分别为三相护套回路上的感应电流；
根据下述公式计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势，具体为：
Figure BDA0003721631240000051
Figure BDA0003721631240000052
其中，USA、USB、USC为各护套回路上由线芯电流所产生的总感应电压；U′SA、U′SB、U′SC分别表示各护套回路上由其他相护套电流产生的总感应电压；L1、L2、L3为交叉互联电缆各段长度。
可选地，所述根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值，包括：
根据下述公式计算得到金属护套上的感应电流值，具体为：
Figure BDA0003721631240000053
其中，ISA、ISB、ISC为金属护套上的感应电流值；R1、R2为金属护套两端接地电阻。
可选地，所述将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，包括：
根据下述公式得将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，具体为：
Figure BDA0003721631240000054
其中，ILjiL、ILjiR表示j相线芯护套在π型等值电路中第i个泄漏电流的左侧分量和右侧分量。
可选地，所述根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值
根据下述公式得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值，具体为：
Figure BDA0003721631240000061
Figure BDA0003721631240000062
Figure BDA0003721631240000063
其中，ISA1、ISA2、ISA3表示A相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISB1、ISB2、ISB3表示B相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISC1、ISC2、ISC3表示C相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流。
根据本发明的另一方面，提供了一种交叉互联电缆护套环流计算装置，所述交叉互联电缆护套环流计算装置包括：
信息获取模块，用于执行获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻；
三相线芯电流确定模块，用于执行利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流；
感应电势产生模块，用于执行根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势；
感应电流值确定模块，用于执行根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值；
三相护套环流实际值确定模块，用于执行将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的交叉互联电缆护套环流计算方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的交叉互联电缆护套环流计算方法。
本发明实施例的技术方案，通过获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻；利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流；根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势；根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值；将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。解决了在计算线芯电流产生感应电压时未考虑泄漏电流影响，且未考虑在计算护套环流时其在护套回路上分布情况的问题，本发明考虑了线芯中泄漏电流的影响，较准确地得到护套环流在各交叉互联段上的分布情况，便于对电缆进行敷设、监测、保护。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的单芯电缆的结构示意图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种交叉互联电缆护套环流计算方法的流程图；
图3是根据本发明实施例一提供的完整交叉互联段的π型等值电路的电路结构示意图；
图4是根据本发明实施例一提供的微元化的线芯护套间的π型等值电路的电路结构示意图；
图5是根据本发明实施例一提供的交叉互联电缆护套环流计算方法的等值电路图；
图6是根据本发明实施例一提供的交叉互联电缆护套环流计算方法中泄漏电流分量计算示意图；
图7是根据本发明实施例二提供的一种交叉互联电缆护套环流计算装置的结构示意图；
图8是实现本发明实施例的交叉互联电缆护套环流计算方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图2为本发明实施例一提供了一种交叉互联电缆护套环流计算方法的流程图，本实施例可适用于计及线芯泄漏电流进行交叉互联电缆护套环流计算的情况，该方法可以由交叉互联电缆护套环流计算装置来执行，该交叉互联电缆护套环流计算装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该交叉互联电缆护套环流计算装置可配置于电子设备中。如图2所示，该交叉互联电缆护套环流计算方法包括：
S210、获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻。
其中，电缆交叉互联是指电缆线路分成若干大段，每大段原则上分成长度相等的三小段，每小段之间用绝缘接头连接，绝缘机头处金属护套三相之间用同轴电缆经接线盒(又成换位箱)进行换位连接，绝缘接头处的换位箱内装设一组护层保护器，每大段的两端护套分别互联并接地。
当前交叉互联电缆的三相负荷电流的单位：A，护套内半径和外半径的单位：mm，相间距的单位：mm，电缆总长度及交叉互联电缆各段长度的单位：m，护套电阻率的单位：Ω·m。
具体的，根据下述公式(一)、公式(二)以及公式(三)计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，具体为：
Figure BDA0003721631240000101
Figure BDA0003721631240000102
Re＝π2f×10-7L 公式(三)
其中，R为金属护套电阻；X为金属护套自感抗；Re为大地等值电阻；ρ为护套电阻率；α为护套电阻温度系数；T为护套运行温度；r1为护套内半径；r2为护套外半径；L为电缆总长度；ω为角频率；De为大地等值深度；Rav为护套几何平均半径；f为频率。
S220、利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流。
在本实施例中，线芯护套间等值电路采用π型等值电路。为得到交叉互联电缆各段上的护套电流，一个完整的交叉互联电缆分为9个π型等值电路，如图3所示，若要得到护套电流在护套回路沿线上连续的分布情况，则采用微元化的π型等值电路，如图4所示。
具体的，根据下述公式(四)以及公式(五)计算得到线芯护套间的泄漏电流，具体为：
ILji≈jωC/2×Uj×Li 公式(四)
Figure BDA0003721631240000111
其中，ILij为j相线芯护套π型等值电路中第i个泄漏电流；C为电缆单位长度金属护套与线芯间的电容值；Li为第i段交叉互联电缆长度；Uj为正常工况下j相线芯上的系统电压；εr为相对介电常数；ε0为真空介电常数；Dc为电缆线芯直径；δ为电缆绝缘厚度；
在电缆线芯中的沿线压降较低，可以认为线芯上的系统电压不变，在正常工况下泄漏电流为一个恒定值，因此可将该泄漏电流用一个电流源等效替换。由于泄漏电流也会在金属护套上产生感应电压，因此在计算线芯电流时，在金属护套上产生感应电压时需要考虑泄漏电流的作用，即线芯电流由负荷电流与泄漏电流两部分组成。
具体的，根据下述公式得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流，具体为：
Figure BDA0003721631240000112
Figure BDA0003721631240000113
Figure BDA0003721631240000121
其中，IAi(i＝1,2,3)表示A相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；IBi(i＝1,2,3)表示B相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；ICi(i＝1,2,3)表示C相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流。
S230、根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势。
继续参见图4，根据下述公式计算得到所述当前交叉互联电缆的各相各段护套由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流产生的感应电势，具体为：
Figure BDA0003721631240000122
Figure BDA0003721631240000123
Figure BDA0003721631240000124
其中，Eji为j相护套第i段上由线芯电流产生的感应电压；GMR为金属护套的几何平均半径；Sjj为相间距；
可以理解的是，SAB为A相B相电缆线芯之间的距离(单位：mm)，具体视电缆的排列方式而定，其他相间距同理，本实施例在此不再一一累述。
Figure BDA0003721631240000131
Figure BDA0003721631240000132
Figure BDA0003721631240000133
其中，E′ji表示j相护套回路中第i交叉互联段上由其他相护套电流产生的感应电压；ISA、ISB、ISC分别为三相护套回路上的感应电流；
根据下述公式计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势，具体为：
Figure BDA0003721631240000134
Figure BDA0003721631240000135
其中，USA、USB、USC为各护套回路上由线芯电流所产生的总感应电压；U′SA、U′SB、U′SC分别表示各护套回路上由其他相护套电流产生的总感应电压；L1、L2、L3为交叉互联电缆各段长度。
S240、根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值。
具体的，根据下述公式计算得到金属护套上的感应电流值，具体为：
Figure BDA0003721631240000141
其中，ISA、ISB、ISC为金属护套上的感应电流值；R1、R2为金属护套两端接地电阻。
S250、将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。
在本实施例中，最终计算得的护套环流还需要加上电缆线芯与护套之间的泄漏电流，继续参见图5所示，将泄漏电流等效为电流源，泄漏电流流入护套回路后将产生分流，故每个交叉互联段上的护套环流值是不同的。具体的，如图6所示，ZL为以交叉互联段端点为基准点的左侧环流回路的阻抗值，ZR为以交叉互联点为基准点的右侧环流回路的阻抗值，根据下述公式得将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，具体为：
Figure BDA0003721631240000142
其中，ILjiL、ILjiR表示j相线芯护套在π型等值电路中第i个泄漏电流的左侧分量和右侧分量。
进一步的，所述根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值
根据下述公式得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值，具体为：
Figure BDA0003721631240000143
Figure BDA0003721631240000144
Figure BDA0003721631240000151
其中，ISA1、ISA2、ISA3表示A相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISB1、ISB2、ISB3表示B相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISC1、ISC2、ISC3表示C相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流。
本发明在计算交叉互联电缆金属护套环流时，考虑了线芯中泄漏电流的影响，较准确的得到各交叉互联段上的护套环流，更符合实际运行情况，便于对电缆进行监测与保护。要得到护套电流在护套回路沿线上连续的分布情况，则将线芯护套间的π型等值电路微元化，进而得到分布式的等值电路再做类似的计算即可，较准确地得到护套环流在各交叉互联段上的分布情况，便于对电缆进行敷设、监测、保护。
实施例二
图7为本发明实施例三提供的一种交叉互联电缆护套环流计算装置的结构示意图。如图7所示，该交叉互联电缆护套环流计算装置包括：
信息获取模块710，用于执行获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻；
三相线芯电流确定模块720，用于执行利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流；
感应电势产生模块730，用于执行根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势；
感应电流值确定模块740，用于执行根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值；
三相护套环流实际值确定模块750，用于执行将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。
可选的，所述根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，包括：
根据下述公式(一)、公式(二)以及公式(三)计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，具体为：
Figure BDA0003721631240000161
Figure BDA0003721631240000162
Re＝π2f×10-7L 公式(三)
其中，R为金属护套电阻；X为金属护套自感抗；Re为大地等值电阻；ρ为护套电阻率；α为护套电阻温度系数；T为护套运行温度；r1为护套内半径；r2为护套外半径；L为电缆总长度；ω为角频率；De为大地等值深度；Rav为护套几何平均半径；f为频率。
可选的，三相线芯电流确定模块720，包括：
根据下述公式(四)以及公式(五)计算得到线芯护套间的泄漏电流，具体为：
ILji≈jωC/2×Uj×Li 公式(四)
Figure BDA0003721631240000171
其中，ILij为j相线芯护套π型等值电路中第i个泄漏电流；C为电缆单位长度金属护套与线芯间的电容值；Li为第i段交叉互联电缆长度；Uj为正常工况下j相线芯上的系统电压；εr为相对介电常数；ε0为真空介电常数；Dc为电缆线芯直径；δ为电缆绝缘厚度；
根据下述公式得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流，具体为：
Figure BDA0003721631240000172
Figure BDA0003721631240000173
Figure BDA0003721631240000174
其中，IAi(i＝1,2,3)表示A相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；IBi(i＝1,2,3)表示B相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；ICi(i＝1,2,3)表示C相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流。
可选的，感应电势产生模块730，包括：
根据下述公式计算得到所述当前交叉互联电缆的各相各段护套由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流产生的感应电势，具体为：
Figure BDA0003721631240000175
Figure BDA0003721631240000176
Figure BDA0003721631240000181
其中，Eji为j相护套第i段上由线芯电流产生的感应电压；GMR为金属护套的几何平均半径；Sjj为相间距；
Figure BDA0003721631240000182
Figure BDA0003721631240000183
Figure BDA0003721631240000184
其中，E′ji表示j相护套回路中第i交叉互联段上由其他相护套电流产生的感应电压；ISA、ISB、ISC分别为三相护套回路上的感应电流；
根据下述公式计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势，具体为：
Figure BDA0003721631240000185
Figure BDA0003721631240000186
其中，USA、USB、USC为各护套回路上由线芯电流所产生的总感应电压；U′SA、U′SB、U′SC分别表示各护套回路上由其他相护套电流产生的总感应电压；L1、L2、L3为交叉互联电缆各段长度。
可选的，感应电流值确定模块740，包括：
根据下述公式计算得到金属护套上的感应电流值，具体为：
Figure BDA0003721631240000191
其中，ISA、ISB、ISC为金属护套上的感应电流值；R1、R2为金属护套两端接地电阻。
可选的，所述将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，包括：
根据下述公式得将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，具体为：
Figure BDA0003721631240000192
其中，ILjiL、ILjiR表示j相线芯护套在π型等值电路中第i个泄漏电流的左侧分量和右侧分量。
可选的，所述根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值
根据下述公式得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值，具体为：
Figure BDA0003721631240000193
Figure BDA0003721631240000194
Figure BDA0003721631240000195
其中，ISA1、ISA2、ISA3表示A相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISB1、ISB2、ISB3表示B相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISC1、ISC2、ISC3表示C相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流。
本发明实施例所提供的交叉互联电缆护套环流计算装置可执行本发明任意实施例所提供的交叉互联电缆护套环流计算方法，具备执行交叉互联电缆护套环流计算方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图8示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备810的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图8所示，电子设备810包括至少一个处理器811，以及与至少一个处理器811通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)812、随机访问存储器(RAM)813等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器811可以根据存储在只读存储器(ROM)812中的计算机程序或者从存储单元818加载到随机访问存储器(RAM)813中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 813中，还可存储电子设备810操作所需的各种程序和数据。处理器811、ROM 812以及RAM 813通过总线814彼此相连。输入/输出(I/O)接口815也连接至总线814。
电子设备810中的多个部件连接至I/O接口815，包括：输入单元816，例如键盘、鼠标等；输出单元817，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元818，例如磁盘、光盘等；以及通信单元819，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元819允许电子设备810通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器811可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器811的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器811执行上文所描述的各个方法和处理，例如交叉互联电缆护套环流计算方法。
在一些实施例中，交叉互联电缆护套环流计算方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元818。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 812和/或通信单元819而被载入和/或安装到电子设备810上。当计算机程序加载到RAM813并由处理器811执行时，可以执行上文描述的交叉互联电缆护套环流计算方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器811可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行交叉互联电缆护套环流计算方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，包括：
获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻；
利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流；
根据所述相间距计算得到由所述三相线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势；
根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值；
将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。
2.根据权利要求1所述的交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，所述根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，包括：
根据下述公式(一)、公式(二)以及公式(三)计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻，具体为：
Figure FDA0003721631230000011
Figure FDA0003721631230000012
Re＝π2f×10-7L 公式(三)
其中，R为金属护套电阻；X为金属护套自感抗；Re为大地等值电阻；ρ为护套电阻率；α为护套电阻温度系数；T为护套运行温度；r1为护套内半径；r2为护套外半径；L为电缆总长度；ω为角频率；De为大地等值深度；Rav为护套几何平均半径；f为频率。
3.根据权利要求2所述的交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，所述利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流，包括：
根据下述公式(四)以及公式(五)计算得到线芯护套间的泄漏电流，具体为：
ILji≈jωC/2×Uj×Li 公式(四)
Figure FDA0003721631230000021
其中，ILij为j相线芯护套π型等值电路中第i个泄漏电流；C为电缆单位长度金属护套与线芯间的电容值；Li为第i段交叉互联电缆长度；Uj为正常工况下j相线芯上的系统电压；εr为相对介电常数；ε0为真空介电常数；Dc为电缆线芯直径；δ为电缆绝缘厚度；
根据下述公式得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流，具体为：
Figure FDA0003721631230000022
Figure FDA0003721631230000023
Figure FDA0003721631230000024
其中，IAi(i＝1,2,3)表示A相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；IBi(i＝1,2,3)表示B相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流；ICi(i＝1,2,3)表示C相电缆上第i段交叉互联电缆上的线芯电流。
4.根据权利要求3所述的交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，所述根据所述相间距计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势，包括：
根据下述公式计算得到所述当前交叉互联电缆的各相各段护套由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流产生的感应电势，具体为：
Figure FDA0003721631230000031
Figure FDA0003721631230000032
Figure FDA0003721631230000033
其中，Eji为j相护套第i段上由线芯电流产生的感应电压；GMR为金属护套的几何平均半径；Sjj为相间距；
Figure FDA0003721631230000034
Figure FDA0003721631230000035
Figure FDA0003721631230000036
其中，E′ji表示j相护套回路中第i交叉互联段上由其他相护套电流产生的感应电压；ISA、ISB、ISC分别为三相护套回路上的感应电流；
根据下述公式计算得到由所述三相电缆线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势，具体为：
Figure FDA0003721631230000041
Figure FDA0003721631230000042
其中，USA、USB、USC为各护套回路上由线芯电流所产生的总感应电压；U′SA、U′SB、U′SC分别表示各护套回路上由其他相护套电流产生的总感应电压；L1、L2、L3为交叉互联电缆各段长度。
5.根据权利要求4所述的交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，所述根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值，包括：
根据下述公式计算得到金属护套上的感应电流值，具体为：
Figure FDA0003721631230000043
其中，ISA、ISB、ISC为金属护套上的感应电流值；R1、R2为金属护套两端接地电阻。
6.根据权利要求5所述的交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，所述将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，包括：
根据下述公式得将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，具体为：
Figure FDA0003721631230000044
其中，ILjiL、ILjiR表示j相线芯护套在π型等值电路中第i个泄漏电流的左侧分量和右侧分量。
7.根据权利要求6所述的交叉互联电缆护套环流计算方法，其特征在于，所述根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值
根据下述公式得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值，具体为：
Figure FDA0003721631230000051
Figure FDA0003721631230000052
Figure FDA0003721631230000053
其中，ISA1、ISA2、ISA3表示A相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISB1、ISB2、ISB3表示B相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流；ISC1、ISC2、ISC3表示C相护套回路第1段、第2段、第3段上的护套环流。
8.一种交叉互联电缆护套环流计算装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于执行获取当前交叉互联电缆的三相负荷电流、护套内半径、护套外半径、相间距、电缆总长度、交叉互联电缆各段长度、护套电阻率、护套运行温度以及金属护套两端接地电阻，并根据所述护套内半径、所述护套外半径、所述电缆总长度、所述护套电阻率以及所述护套运行温度计算得到所述当前交叉互联电缆的金属护套电阻、金属护套自感抗、大地等值电阻；
三相线芯电流确定模块，用于执行利用π型等值电路根据所述交叉互联电缆各段长度计算得到线芯护套间的泄漏电流，将所述泄漏电流分别与所述三相负荷电流叠加，得到所述交叉互联电缆的三相线芯电流；
感应电势产生模块，用于执行根据所述相间距计算得到由所述三相线芯电流和三相护套环流当前值在所述当前交叉互联电缆的各相各段护套回路上产生的感应电势；
感应电流值确定模块，用于执行根据所述金属护套两端接地电阻以及各相各段护套回路上产生的感应电势计算得到金属护套上的感应电流值；
三相护套环流实际值确定模块，用于执行将所述线芯护套间的泄漏电流进行分量，并根据分量后的泄漏电流与所述金属护套上的感应电流值叠加，得到所述当前交叉互联电缆的各段三相护套环流实际值。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的交叉互联电缆护套环流计算方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的交叉互联电缆护套环流计算方法。
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