一種測定三芯電力電纜內各相芯線位置的方法

1、一種測定三芯電力電纜內各相芯線位置的方法一種測定三芯電力電纜內各相芯線位置的方法袁燕嶺1，李凱特2，董杰1，高俊福1，李世松2，趙偉2（1.國網唐山供電公司，河北唐山063000；2.清華大學電機工程與應用電子技術系電力系統(tǒng)及發(fā)電設備控制和仿真國家重點實驗室，北京100084）摘要：要：為解決三芯電力電纜質量檢驗過程中內部各相芯線位置難以測定的問題，提出了一種測定三芯電力電纜內各相芯線位置的方法。具體地，通過在三芯電力電纜外表面軸向橫截

2、面對稱地安裝2個磁傳感器，在給該電纜內某單相芯線施加電流激勵后，用磁傳感器測量所在位置處磁感應強度的切向分量；根據2個磁傳感器的測得量值，利用安培環(huán)路定理以及該單相芯線中心位置與磁傳感器位置之間的幾何關系，求解該單相芯線中心到三芯電力電纜中心的距離，以及該單相芯線中心和三芯電力電纜中心的連線與y軸之間的夾角，即可求解出該單相芯線的位置；通過給三相芯線分別施加電流激勵，便可分別測得三相芯線的位置，從而實現對三芯電力電纜內各相芯線位置的測定

3、。電磁場有限元仿真試驗和解析模型計算的結果表明，此方法準確性高，對三芯電力電纜生產工藝水平提高和質量檢驗具有指導價值。關鍵詞：關鍵詞：三芯電力電纜；質量檢驗；磁場計算；電磁場有限元仿真；磁傳感器中圖分類號：TM934文獻標識碼：A文章編號：10011390（2018）24000000AmethodfdeterminingthepositionofeachphasecewireinthethreecepowercableYuanYanli

4、ng1LiKaite2DongJie1GaoJunfu1LiShisong2ZhaoWei2(1.TangshanPowerSupplyCompanyTangshan063000HebeiChina.2.StateKeyLabatyofControlSimulationofPowerSystemGenerationEquipmentDepartmentofElectricalEngineeringTsinghuaUniversityBe

5、ijing100084China)Abstract：Indertosolvetheproblemthatthepositionofeachphasecewireisdifficulttodetermineduringtheprocessofthethreecepowercablequalityinspectionamethodfdeterminingthepositionofeachphasecewireinthethreecepowe

6、rcableisproposedinthispaper.Specificallyafterasinglephasecewireinthethreecepowercableisgivenacurrentexcitationbyarrangingtwomagicsensssymmetricallyonthesurfaceofthethreecepowercableafterasinglephasecewireinthethreecepowe

7、rcableisgivenancurrentexcitationthemagicsenssareusedtomeasurethetangentialcomponentofthemagicfluxdensityatthepositionbyarrangingtwomagicsensssymmetricallyonthesurfaceofthethreecepowercable.Basedonthemeasuredvaluesofthetw

8、omagicsenssusingtheAmperelooptheemthegeometricrelationshipbetweenthepositionofthesinglephasecewirecenterthepositionofthemagicsenssthedistancefromthesinglephasecewirecentertothethreecepowercablecentertheanglebetweenthelin

9、econnectingthesinglephasecewirecentertothethreecepowercablecentertheyaxisaresolvediethatisthepositionofthesinglephasecewire.ByapplyingcurrentexcitationtothethreephasecewiresseparatelytThepositionofthethreephasecewirescan

10、bedeterminedbyapplyingcurrentexcitationtothethreephasecewiresseparatelytherebyrealizingthedeterminationofthepositionofeachphasecewireinthethreecepowercable.Theresultsofelectromagicfiniteelementsimulationanalyticalmodelca

11、lculationshowthatthistheproposedmethodhashighaccuracyhasguidingvaluefimprovingtheproductionlevelqualityinspectionofthethreecepowercable.2所示。圖2測定A相芯線位置用各物理量及其符號示意Fig.2ThepPhysicalquantityitssymbolusedinthedeterminationoft

12、hepositionofthephaseAcewire測定B相芯線和C相芯線位置所用到的各物理量及其符號與A相芯線的類似，相應要用到的各物理量及其符號示意，分別如圖3和圖4所示。圖3測定B相芯線位置用各物理量及其符號示意Fig.3ThepPhysicalquantityitssymbolusedinthedeterminationofthepositionofthephaseBcewire圖4測定C相芯線位置用各物理量及其符號示意Fig

13、.4ThepPhysicalquantityitssymbolusedinthedeterminationofthepositionofthephaseCphaseCcewire按照上述規(guī)定，A相芯線中心的位置為（rAsin?ArAcos?A），B相芯線中心的位置是（rBsin?BrBcos?B），C相芯線中心的位置在（rCsin?CrCcos?C）處?？梢?，對三芯電力電纜而言，其三相芯線中心的位置可以用rA、rB、rC、?A、?B和?

14、C共計6個自由度來表征。在A相芯線中通以大小為IA的直流電流，設向內的方向為電流的正方向，則根據安培環(huán)路定理，A相芯線電流IA在S1處產生的磁感應強度的切向分量為(1)0AS1AAAcos2πnuIBm???其中，?0為真空磁導率。根據電纜中心位置、A相芯線中心位置和S1位置構成的三角形的幾何關系，有(2)22AA2cosAAmRrRr????類似地，A相芯線電流IA在S2處產生的磁感應強度的切向分量為????0AS2AA22AAAco