一种分析电力电缆故障点振动力的方法

摘要

本发明公开了一种分析电力电缆故障点振动力的方法，包括以下步骤：步骤1、设定110kVXLPE绝缘电力电缆故障点为以理想模型，故障点气隙为以半径为r，高度为h的圆柱体气隙。可根据理想气体密度估算故障点气隙的质量。步骤2、高压脉冲发生器在故障点制造二次故障，假设且能量全部转换为电缆气隙中气体的内能。步骤3、其他内能瞬间增加膨胀对外做功，引起电力电缆相对运动。电缆从图1状态运到图2状态那天。考虑到理想模型中电缆故障段能量守恒，运用能量守恒及动量守恒定律，计算出电缆故障点振动段平均受力。具有有效解决了电力电缆故障点在高压脉冲作用下，放电振动冲击力大小的计算问题等优点。

主权项

一种分析电力电缆故障点振动力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、设定110kVXLPE绝缘电力电缆故障点为理想模型，故障点为半径r，高度h的圆柱体气隙，根据理想气体密度估算故障点气隙的质量；步骤2、高压脉冲发生器在故障点制造二次故障时，假设其能量全部转换为电缆气隙中气体的内能；步骤3、运用能量守恒及动量守恒定律，计算电缆故障点振动段平均受力；所述步骤1中，将电缆故障点气隙中气体假定为理想气体，且考虑该理想气体的质量；所述步骤2中，高压脉冲发生器的故障点在二次故障中所发出的能量全部转换为故障点气隙处气体的内能；所述步骤3中，计算电缆故障点振动段平均受力的计算方法如下：(ⅰ)建立坐标：$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}x\tan \alpha +l\tan \alpha ,x\in (-l,0),\\ -x\tan \alpha +l\tan \alpha ,x\in (0,l),\end{array}\right.$分布参数集中化：${\int }_{-l}^{l}f\left(x\right)\mathrm{F\mu }\left(\sqrt{1+{\tan }^2\alpha }\right)\mathrm{dx}={\int }_{-l}^l\overline{f\left(x\right)}\mathrm{F\mu dx},$其中f(x)为电缆坐标函数，为均一化处理后的坐标分布函数，F为高压电力电缆的受力，μ为高压电力电缆的线密度；MV₁＝mV₂，          (1)$\frac{1}{2}{\mathrm{CU}}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{MV}}_1^2+\frac{1}{2}{\mathrm{mV}}_2^2,---\left(2\right)$MV₁＝F_Δt，              (3)V₁＝at，            (4)$\frac{1}{2}{\mathrm{at}}^2=\overline{f\left(x\right)},---\left(5\right)$Ma＝F_Δ，          (6)M＝2lμ，           (7)$m=\frac{{\mathrm{\pi r}}^{2}h}{22.4}\times 0.029,---\left(8\right)$(ⅱ)由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)和(8)式，得到：$F_{\Delta }=\frac{1}{l\tan \alpha \sqrt{1+{\tan }^2\alpha }}\times \frac{0.029{\mathrm{\pi r}}^{2}h}{(0.029{\mathrm{\pi r}}^{2}h+44.8\mathrm{l\mu })}{\mathrm{CU}}^2,---\left(9\right)$其中，M为高压电力电缆长2l的质量，单位kg；m为高压电力电缆故障点气隙中理想空气的质量，单位为kg；C为高压脉冲发生器的等效电容，单位为F；U高压脉冲发生器的电压，单位为V；r、h高压电力电缆故障点圆柱气隙的底面半径及高度，单位为m；α为高压电力电缆受力变形后与原来高压电力电缆所在直线呈的角度，单位为(°)；t为高压电力电缆受力的时间，单位为s；F_Δ为高压电力电缆的受力大小，单位为N；(ⅲ)通过设定参数2l、C、U、μ、r、h和α，计算出电缆故障点所受平均作用力。