一種測(cè)定三芯電力電纜內(nèi)各相芯線(xiàn)位置的方法

1、一種測(cè)定三芯電力電纜內(nèi)各相芯線(xiàn)位置的方法一種測(cè)定三芯電力電纜內(nèi)各相芯線(xiàn)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(guó)網(wǎng)唐山供電公司，河北唐山063000；2.清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084）摘要：要：為解決三芯電力電纜質(zhì)量檢驗(yàn)過(guò)程中內(nèi)部各相芯線(xiàn)位置難以測(cè)定的問(wèn)題，提出了一種測(cè)定三芯電力電纜內(nèi)各相芯線(xiàn)位置的方法。具體地，通過(guò)在三芯電力電纜外表面軸向橫截

2、面對(duì)稱(chēng)地安裝2個(gè)磁傳感器，在給該電纜內(nèi)某單相芯線(xiàn)施加電流激勵(lì)后，用磁傳感器測(cè)量所在位置處磁感應(yīng)強(qiáng)度的切向分量；根據(jù)2個(gè)磁傳感器的測(cè)得量值，利用安培環(huán)路定理以及該單相芯線(xiàn)中心位置與磁傳感器位置之間的幾何關(guān)系，求解該單相芯線(xiàn)中心到三芯電力電纜中心的距離，以及該單相芯線(xiàn)中心和三芯電力電纜中心的連線(xiàn)與y軸之間的夾角，即可求解出該單相芯線(xiàn)的位置；通過(guò)給三相芯線(xiàn)分別施加電流激勵(lì)，便可分別測(cè)得三相芯線(xiàn)的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)三芯電力電纜內(nèi)各相芯線(xiàn)位置的測(cè)定

3、。電磁場(chǎng)有限元仿真試驗(yàn)和解析模型計(jì)算的結(jié)果表明，此方法準(zhǔn)確性高，對(duì)三芯電力電纜生產(chǎn)工藝水平提高和質(zhì)量檢驗(yàn)具有指導(dǎo)價(jià)值。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：三芯電力電纜；質(zhì)量檢驗(yàn)；磁場(chǎng)計(jì)算；電磁場(chǎng)有限元仿真；磁傳感器中圖分類(lèi)號(hào)：TM934文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(cè)定A相芯線(xiàn)位置用各物理量及其符號(hào)示意Fig.2ThepPhysicalquantityitssymbolusedinthedeterminationoft

12、hepositionofthephaseAcewire測(cè)定B相芯線(xiàn)和C相芯線(xiàn)位置所用到的各物理量及其符號(hào)與A相芯線(xiàn)的類(lèi)似，相應(yīng)要用到的各物理量及其符號(hào)示意，分別如圖3和圖4所示。圖3測(cè)定B相芯線(xiàn)位置用各物理量及其符號(hào)示意Fig.3ThepPhysicalquantityitssymbolusedinthedeterminationofthepositionofthephaseBcewire圖4測(cè)定C相芯線(xiàn)位置用各物理量及其符號(hào)示意Fig

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

14、C共計(jì)6個(gè)自由度來(lái)表征。在A相芯線(xiàn)中通以大小為IA的直流電流，設(shè)向內(nèi)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則根據(jù)安培環(huán)路定理，A相芯線(xiàn)電流IA在S1處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的切向分量為(1)0AS1AAAcos2πnuIBm???其中，?0為真空磁導(dǎo)率。根據(jù)電纜中心位置、A相芯線(xiàn)中心位置和S1位置構(gòu)成的三角形的幾何關(guān)系，有(2)22AA2cosAAmRrRr????類(lèi)似地，A相芯線(xiàn)電流IA在S2處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的切向分量為????0AS2AA22AAAco