[发明专利]基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法

权利要求书

1.一种基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据电抗器、电缆实际结构数据建立电抗器、电缆铠装层电磁场模型，并构成铠装层与大地之间的闭合回路，再通过有限元数值计算得到铠装层接地线的电流值；

S2、建立电缆终端头有限元模型，并将铠装层接地线的电流值作为激励加载到电缆终端头进行流场、温度场耦合数值计算，得到电缆终端头的温度分布；

S3、在电抗器、电缆铠装层电磁场模型基础上对大地表面上建立大面积的隔磁板进行有限元数值分析，得到加装隔磁板后的铠装层接地线电流值以及隔磁板上磁力线的分布情况，并根据其磁力线在隔磁板上的分布情况，铺设新式隔磁板在磁力线密集区域，通过电抗器、电缆铠装层电磁场模型验证新式隔磁板对发热研究治理效果；

S4、根据电缆终端头的温度分布对电缆铠装层加装隔磁槽盒，通过电抗器、电缆铠装层电磁场模型验证加装隔磁槽盒对发热研究治理效果。

2.根据权利要求1所述的基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于：所述S1中构成铠装层与大地之间的闭合回路表达式为：

R_e＝R_gL

其中，R_g＝0.0000493Ω/m为单位长度下大地电阻，L为电缆线路长度。

3.根据权利要求1所述的基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于：所述S1中通过有限元数值计算得到铠装层接地线的电流值的计算公式为：

其中，是哈密顿算子，即矢量的微分算符；为矢量磁位的相量形式；标量电位的相量形式；j为复数的虚部单位；ω为频率，取电网频率50Hz；σ为电导率；μ为导体区域的相对磁导率；为源电流密度，即电抗器加载的电流密度；V₁是涡流区，即电缆铠装层，由于交变磁场影响，会产生感应涡流；V₂为源电流区，即电抗器包封。

4.根据权利要求1所述的基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于：所述S2中电缆终端头的温度分布计算包括：

电磁场控制方程：

式中，是哈密顿算子，即矢量的微分算符；为矢量磁位的相量形式；标量电位的相量形式；j为复数的虚部单位；ω为频率，取电网频率50Hz；σ为电导率；μ为导体区域的相对磁导率；为源电流密度，即电缆终端头底部铠装层端面加载的电流密度；J为导体的电流密度；Q为电磁损耗；V₃是涡流区，即除铠装层外的导体，由于交变磁场影响，会产生感应涡流；V₄为源电流区，即铠装层；Ω为计算产生电磁损耗的导体区域；

自然对流动量微分方程：

式中，ρ是空气密度；v_x、v_y、v_z是空气在x、y、z方向的速度分量；α_V是空气膨胀系数；g是重力加速度；T是求解的空气温度；T_∞是趋于稳态时温度值；η是空气的动力粘度；

温度场控制方程：

式中，ρ是空气密度；c是空气比热容；k是空气热导率；是拉普拉斯算子；T是求解的空气温度；Q是热量；k_x、k_y、k_z分别表示热导率的各向异性参数；T是求解的空气温度。

5.根据权利要求1所述的基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于：所述S3中新式隔磁板包括以下步骤：

在电磁场模型中的大地表面建立大面积的隔磁板进行电磁场有限元数值计算，得到加装隔磁板后铠装层接地线电流值以及三相电抗器磁力线在隔磁板上的分布情况；

根据隔磁板上磁力线密集程度，对磁力线密集的区域进行保留，磁力线稀疏的区域进行去除，由此得到新式隔磁板。

6.根据权利要求1所述的基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于：所述S4中隔磁槽盒采用铁材料。

7.根据权利要求1所述的基于磁力邻近三相电抗器的电缆接地线发热研究治理方法，其特征在于：所述S4中验证加装隔磁槽盒对发热研究治理效果包括以下步骤：

首先，在建立的电抗器、电缆铠装层电磁场模型上对电缆铠装层加装隔磁槽盒进行电磁场有限元数值计算，得到加装槽盒后铠装层接地线电流值与实测接地线电流值相比，若下降了电流值证明加装隔磁槽盒抑制接地线电流效果好。