[发明专利]恒定电场主动抗干扰方法及其控制装置

权利要求书

1.一种恒定电场主动抗干扰方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、利用直流稳压电源或蓄电池在电缆的抗干扰芯线导体与电缆屏蔽层导体之间施加直流电压U₀，获得离轴线r处的电位移D_E；

S2、根据电缆结构和所述直流电压U₀，计算电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间径向位置的电场强度；

S3、计算电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间需修复的单位长度电缆内聚集的电荷τ；

S4、计算电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间的电容；

S5、计算所述电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间储存的电场纠偏能量W_E，将电源能量W_P与所述电场纠偏能量W_E之和作为抗干扰总能量W；根据所述抗干扰总能量W，对受到干扰信号影响产生变化的电场进行修复。

2.根据权利要求1所述的一种恒定电场主动抗干扰方法，其特征在于：步骤S1中，所述电位移D_E的计算方法为：

其中，为方向向量，r为电缆的圆柱面半径，τ为电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线上所集聚的电荷。

3.根据权利要求1所述的一种恒定电场主动抗干扰方法，其特征在于：步骤S2中，所述电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间的电场强度的计算公式为，

；

以R2上的点为起点，R1上的点为终点，沿电场方向从起点到终点的路径上，电势变化的总和为所加的抗干扰电压U₀，

其中，为自然对数, 即以常数e为底数求对数的运算符号，为沿电场强度方向的电位移路径，R1为电缆屏蔽层导体的内半径，R2为电缆抗干扰芯线导体的外半径，为电位移；

得到不含方向电场强度E为

。

4.根据权利要求3所述的一种恒定电场主动抗干扰方法，其特征在于：步骤S3中，所述电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间需修复的单位长度电缆内聚集的电荷τ：

当电缆长度为L时，在长度为L的电缆屏蔽层与抗干扰芯线导体上聚集的电荷为：

其中， 为在长度为L的电缆屏蔽层导体内半径处聚集的电荷， 为在长度为L的电缆抗干扰芯线外半径处聚集的电荷，为电荷密度。

5.根据权利要求1所述的一种恒定电场主动抗干扰方法，其特征在于：步骤S4中，所述电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间的电容计算公式为

；

其中，C为单位长度的电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间的电容，

当电缆长度为L时，长度为Ｌ的电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间的电容为，

其中，C_L为电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间的电容。

6.根据权利要求3所述的一种恒定电场主动抗干扰方法，其特征在于：步骤S5中，所述电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体间储存的电场纠偏能量为

。

7.基于权利要求1-6任意一项所述的主动抗干扰方法的控制装置，其特征在于：包括，

与电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体连接的双位置开关；

与双位置开关中工作位置连接，用于限制建立抗干扰电场时充电电流的充电限流电阻器；

与双位置开关中检修位置连接，用于限制消耗电场中储存的能量时放电电流的放电限流电阻器。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于：

所述双位置开关置于工作位置时，直流电压U₀通过充电限流电阻器给电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体充电，刚接通电源时，电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体的电压为0，充电限流电阻器的发热功率最大，其值为：P_xc=U₀²/R_C,流经充电限流电阻器的电流为I_xc=U₀/R_C；其中，P_xc代表充电限流电阻器的发热功率，R_C代表充电限流电阻器的电阻，I_xc代表充电限流电阻器电流；

所述双位置开关置于检修位置时，电源被断开，刚接通放电限流电阻器时，电缆屏蔽层导体与抗干扰芯线导体的电压为U₀，放电限流电阻器的发热功率最大，其值为：P_xf=U₀²/R_x,流经放电限流电阻器的电流为I_xf=U₀/R_x ，其中，R_x代表放电限流电阻器的电阻,P_xf代表放电限流电阻器的发热功率,I_xf 表示放电限流电阻器的电流。