一種測定三芯電力電纜內(nèi)各相芯線位置的方法

1、一種測定三芯電力電纜內(nèi)各相芯線位置的方法一種測定三芯電力電纜內(nèi)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(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)過程中內(nèi)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(nèi)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(gè)磁傳感器，在給該電纜內(nèi)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(yīng)強(qiáng)度的切向分量；根據(jù)2個(gè)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(guān)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(shí)現(xiàn)對三芯電力電纜內(nèi)各相芯線位置的測定

3、。電磁場有限元仿真試驗(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)；磁場計(jì)算；電磁場有限元仿真；磁傳感器中圖分類號：TM934文獻(xiàn)標(biāo)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(yīng)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。可見，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(jì)6個(gè)自由度來表征。在A相芯線中通以大小為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????類似地，A相芯線電流IA在S2處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的切向分量為????0AS2AA22AAAco