電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)W及城鎮(zhèn)化的發(fā)展，采用高壓電力電纜線路輸電的需求越 來越大。在城市里，電纜線路因具有選址相對(duì)架空輸電線路更容易，又不影響城市美觀的特 點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在城市配電網(wǎng)中。電纜線路載流量是電纜線路運(yùn)行中受環(huán)境條件和負(fù)荷影 響的重要?jiǎng)討B(tài)運(yùn)行參數(shù)，其重要性設(shè)及到輸電線路的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行W及電纜 線路能夠長(zhǎng)期使用壽命問題。電纜線路會(huì)發(fā)熱，尤其在地下通風(fēng)條件不好時(shí)熱量堆積而使 得絕緣壽命大大縮短和損壞。
[0003] 電力電纜線路載流量與運(yùn)行中電纜導(dǎo)體的溫度密切相關(guān)，而導(dǎo)體發(fā)熱量決定了電 纜導(dǎo)體平均溫度，計(jì)算其發(fā)熱量就必須知道電纜導(dǎo)體交流電阻的大小。因此，電力電纜導(dǎo)體 交流電阻的計(jì)算是確定其載流量的基礎(chǔ)，為了使電纜線路安全、可靠的運(yùn)行，準(zhǔn)確確定電纜 線路交流電阻是很有意義和必要的。
[0004]目前，電纜線路載流量計(jì)算中的導(dǎo)體交流電阻值確定的常規(guī)方法是先計(jì)算由集膚 效應(yīng)和鄰近效應(yīng)引起的電阻增量，然后將該增量與IEC標(biāo)準(zhǔn)給出的直流電阻推薦值相加， 即為交流電阻。因此在電纜導(dǎo)體出廠時(shí)，只對(duì)直流電阻進(jìn)行測(cè)量，然后推算交流電阻，運(yùn)種 計(jì)算方法較為復(fù)雜而且計(jì)算結(jié)果不夠精確。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法測(cè)量過程復(fù)雜且測(cè)量結(jié)果不 準(zhǔn)確的問題，提供一種測(cè)量過程簡(jiǎn)單且測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法與系 統(tǒng)。
[0006] 一種電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法，包括步驟：
[0007] 在待測(cè)電纜導(dǎo)體上設(shè)置相互間隔的至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，選取任意兩個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)為 兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，并測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離；
[000引對(duì)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體溫度，當(dāng)所述待測(cè)電纜導(dǎo) 體溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，獲取所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度；
[0009] 測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流有效值 W及相位角；
[0010] 根據(jù)所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流有效 值、相位角W及距離，根據(jù)交流電阻計(jì)算公式，計(jì)算所述待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度下的交流電 阻。
[0011] 一種電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量系統(tǒng)，包括：
[0012] 距離測(cè)量模塊，用于在待測(cè)電纜導(dǎo)體上設(shè)置相互間隔的至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，選取任 意兩個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)為兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，并測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離；
[0013]溫度測(cè)量模塊，用于對(duì)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體溫度， 當(dāng)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，獲取所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度；
[0014]電參數(shù)測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電 壓有效值、電流有效值W及相位角；
[0015]計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效 值、電流有效值、相位角W及距離，根據(jù)交流電阻計(jì)算公式，計(jì)算所述待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫 度下的交流電阻。
[0016]本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法與系統(tǒng)，在待測(cè)電纜導(dǎo)體設(shè)置兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量 點(diǎn)，并測(cè)量?jī)蓚€(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離，對(duì)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)所述待測(cè)電纜 導(dǎo)體溫度，當(dāng)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，獲取所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度，測(cè)量 所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流有效值W及相位角， 根據(jù)所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流有效值、相位角 W及距離，根據(jù)交流電阻計(jì)算公式，計(jì)算所述待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度下的交流電阻。整個(gè)過 程中，無需復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算與處理，采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)采集與計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算出待測(cè)電纜導(dǎo)體 當(dāng)前溫度下的交流電阻。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法第一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法第二個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量系統(tǒng)第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 電纜包括導(dǎo)體（線忍）和外部包覆導(dǎo)體的絕緣層，在運(yùn)里，我們需要研究的是電纜 導(dǎo)體（線忍）的交流電阻測(cè)量。 陽0巧如圖1所示，一種電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法，包括步驟：
[0023] S100:在待測(cè)電纜導(dǎo)體上設(shè)置相互間隔的至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，選取任意兩個(gè)所述測(cè) 量點(diǎn)為兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，并測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離。
[0024]在實(shí)際操作中，可能存在待測(cè)電纜導(dǎo)體長(zhǎng)度過長(zhǎng)，此時(shí)，可W在待測(cè)電纜導(dǎo)體上截 取任意長(zhǎng)度的電纜導(dǎo)體作為交流電阻測(cè)量對(duì)象。
[0025] S200:對(duì)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體溫度，當(dāng)所述待測(cè)電 纜導(dǎo)體溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，獲取所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度。
[0026]對(duì)待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，電纜導(dǎo)體會(huì)存在發(fā)熱現(xiàn)象，即在一定時(shí)間內(nèi)電纜導(dǎo)體 的溫度是逐步升高的，當(dāng)達(dá)到某一時(shí)間點(diǎn)（一般為半小時(shí)），電纜導(dǎo)體溫度將進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，此 時(shí)測(cè)量電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度。對(duì)電纜導(dǎo)體施加不同強(qiáng)度的電流，電纜導(dǎo)體的溫度升高的上 限值不一樣。在實(shí)際操作中，溫度測(cè)量可W采用溫度傳感器方式進(jìn)行檢測(cè)，為了減小測(cè)量的 誤差，可W采用多次測(cè)量取平均值的方式，獲取待測(cè)電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度。
[0027] S300:測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流 有效值W及相位角。
[0028] 具體可W采用電能質(zhì)量分析儀測(cè)量?jī)蓚€(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓 有效值、電流有效值W及相位角。在測(cè)量過程中可W采用多次測(cè)量取平均值的方式，W減小 誤差，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
[0029] S400 :根據(jù)所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流 有效值、相位角W及距離，根據(jù)交流電阻計(jì)算公式，計(jì)算所述待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度下的交 流電阻。
[0030] 具體來說，交流電阻計(jì)算公式具體為：
[0031]
陽03引式中，R為電纜導(dǎo)體交流電阻，U為電壓有效值，I為電流有效值，d為兩個(gè)電參數(shù) 測(cè)量點(diǎn)之間距離，Θ為相位角。
[0033] 需要指出的是，本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法過程中，可W在對(duì)待測(cè)電纜導(dǎo) 體施加相同電流的情況下，通過選擇不同測(cè)量點(diǎn)作為電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，分別執(zhí)行步驟S300和 步驟S400,獲得多個(gè)待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度下的交流電阻，再計(jì)算所述多個(gè)待測(cè)電纜導(dǎo)體 當(dāng)前溫度下的交流電阻的平均值，從而減小誤差，提高電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確 度。
[0034] 本發(fā)明電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方法，在待測(cè)電纜導(dǎo)體設(shè)置兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，并 測(cè)量?jī)蓚€(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離，對(duì)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體 溫度，當(dāng)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，獲取所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的當(dāng)前溫度，測(cè)量所述 兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流有效值W及相位角，根據(jù) 所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間的所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的電壓有效值、電流有效值、相位角W及 距離，根據(jù)交流電阻計(jì)算公式，計(jì)算所述待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度下的交流電阻。整個(gè)過程 中，無需復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算與處理，采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)采集與計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算出待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng) 前溫度下的交流電阻。
[0035] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在待測(cè)電纜導(dǎo)體上設(shè)置相互間隔的至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)， 選取任意兩個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)為兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，并測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離的 步驟具體包括：
[0036] 在待測(cè)電纜導(dǎo)體的兩端分別設(shè)置兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，且所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之 間連線與所述待測(cè)電纜導(dǎo)體橫截面垂直；
[0037] 測(cè)量所述兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間距離。
[003引不同粗細(xì)的電纜導(dǎo)體其截面面積大小不相同，例如家用普通電纜為5皿2,電力電 網(wǎng)中粗的電纜截面面積可W達(dá)到2500mm2。在待測(cè)電纜導(dǎo)體的兩端分別設(shè)置兩個(gè)電參數(shù)測(cè) 量點(diǎn)時(shí)，考慮電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)在電纜截面不同位置會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。在運(yùn)里，合理設(shè)置 兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)位置，W使兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間連線與待測(cè)電纜導(dǎo)體橫截面垂直，即 確保兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)在相同方向上到電纜導(dǎo)體截面邊緣的距離相同。運(yùn)樣能夠有效避免 電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)位置設(shè)置差異對(duì)測(cè)量結(jié)果造成誤差，有效提高整個(gè)電纜導(dǎo)體交流電阻測(cè)量方 法的準(zhǔn)確度。
[0039] 如圖2所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S200具體包括： W40] S220:在所述待測(cè)電纜導(dǎo)體上等間距設(shè)置多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，分別設(shè)置溫度檢測(cè)設(shè)備于 各個(gè)所述測(cè)溫點(diǎn)。
[0041] S240 :對(duì)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)所述待測(cè)電纜導(dǎo)體每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)處的溫 度。
[0042] S260:當(dāng)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)處的溫度均達(dá)到所述穩(wěn)態(tài)時(shí)，計(jì)算所有測(cè)溫點(diǎn)處溫度的平均 值，即為所述待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度。
[0043] 一般溫測(cè)點(diǎn)設(shè)置于兩個(gè)電參數(shù)測(cè)量點(diǎn)之間。在本實(shí)施例中，采用多次測(cè)量取平均 值的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度的準(zhǔn)確測(cè)量。具體來說，是在待測(cè)電纜導(dǎo)體上等間 距設(shè)置3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，分別在3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)處設(shè)置測(cè)溫儀，對(duì)待測(cè)電纜導(dǎo)體施加電流，檢測(cè)3個(gè) 測(cè)溫點(diǎn)處待測(cè)電纜導(dǎo)體的溫度，當(dāng)3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)處待測(cè)電纜導(dǎo)體的溫度均達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，計(jì)算3 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)處溫度的平均值，該平均值即為待測(cè)電纜導(dǎo)體當(dāng)前溫度。 W44] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)的條件為：
[0045] 所述待測(cè)電纜導(dǎo)體的溫度在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的溫度變化不大于0. 5°C。
[0046] 預(yù)設(shè)時(shí)間為半小時(shí)。
[0047] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述交流電阻計(jì)算公式具體為：
[0048]
W例式中，R為電纜導(dǎo)體交流電阻，U為電壓有效值，I為電流有效值，d為兩個(gè)電參數(shù) 測(cè)量點(diǎn)之間距離，Θ為相位角。
[0050] 具體來說，上述公式的推導(dǎo)過程如下：電纜導(dǎo)體兩端電壓有效值U和電流有效值I 之比，可W得到運(yùn)一段電纜導(dǎo)體的阻抗Z，再由電纜導(dǎo)體的阻抗Z乘W相位角Θ的余弦值， 即cosΘ，