對(duì)稱三芯電力電纜的三相導(dǎo)線相互成120°角分布，由于結(jié)構(gòu)緊湊，安裝成本低，廣泛應(yīng)用于電纜輸電和配電項(xiàng)目低于35 kV。極平衡電力電纜使用共同的屏蔽和外殼，在靜止模式下三相電流的總和為零，傳統(tǒng)的感應(yīng)電流測(cè)量方法不能用于測(cè)量這種類型的相電流。

　　源線類型。了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了一種基于磁傳感器測(cè)量對(duì)稱三芯電力電纜的相電流的方法。過(guò)在三線對(duì)稱電力電纜表面安裝三個(gè)準(zhǔn)直磁傳感器和每個(gè)相線，周向差為120°，可以檢測(cè)到三芯對(duì)稱電力電纜各相電流的電流以線性的方式。過(guò)建立物理數(shù)學(xué)模型，闡明了磁傳感器的輸出與對(duì)稱三芯電力電纜的每相的中心電流之間的關(guān)系。
　　值模擬計(jì)算驗(yàn)證了所建立的模型和所提出的測(cè)量方法是準(zhǔn)確和實(shí)用的。力電纜;電流測(cè)量;在線監(jiān)測(cè);磁傳感器文檔識(shí)別碼：A文章編號(hào)：1674-5124（2016）08-0029-04簡(jiǎn)介與單芯電纜相比，三芯平衡電源線結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝等。優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于中低壓輸配電工程（小于35 kV）[1]。為一般規(guī)則，三導(dǎo)體對(duì)稱電力電纜A，B和C的導(dǎo)線沿圓周方向均勻分布超過(guò)120°，三相導(dǎo)線使用共同的屏蔽保護(hù)層。而，對(duì)于其中三相導(dǎo)線共享相同保護(hù)層的三極電力電纜，基于電磁感應(yīng)原理的傳統(tǒng)電流測(cè)量方法不適用。著城市電力系統(tǒng)中大量的能量電纜應(yīng)用，其運(yùn)行的安全性受到越來(lái)越多的關(guān)注[2]。了對(duì)電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，需要一種更可靠的方法來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜實(shí)際運(yùn)行中各相核心電流的演變，并對(duì)此進(jìn)行監(jiān)測(cè)。地，評(píng)估電力電纜的運(yùn)行狀況。
　　前，大多數(shù)用于監(jiān)控現(xiàn)有電力電纜的方法和設(shè)備間接地反映了與電纜運(yùn)行特性相關(guān)的參數(shù)的測(cè)量，例如測(cè)量電纜溫度和測(cè)量老化[3]。-8]。接測(cè)量的結(jié)果，雖然它也可能表明電源線是否有缺陷，是否存在隱患或即將發(fā)生故障，但測(cè)量延遲且位置和類型缺陷或失敗無(wú)法明確診斷。限性近年來(lái)，隨著磁測(cè)量技術(shù)的發(fā)展以及磁測(cè)量元件的加工工藝和制造水平的提高，磁傳感器法測(cè)量電流已成為公認(rèn)的有效方法。源行業(yè)[9-10]。這個(gè)角度出發(fā)，本文建立了三導(dǎo)體對(duì)稱電力電纜周向磁場(chǎng)與各電纜相中心電流之間關(guān)系的物理數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了周向磁場(chǎng)對(duì)電纜表面的變化。芯平衡電力電纜。效測(cè)量對(duì)稱電力電纜中每相的核心電流。

　　體地，安裝三個(gè)在三線對(duì)稱電力電纜的圓周方向上間隔120°的磁傳感器，并且三個(gè)磁傳感器分別與電纜A，B和C的三相導(dǎo)線對(duì)齊，然后進(jìn)行測(cè)量。導(dǎo)體電力電纜的表面磁場(chǎng)在圓周方向上的切向分量。文還提出了一種解耦算法，通過(guò)該解耦算法，可以根據(jù)三個(gè)磁傳感器的輸出大小和圓周方向的幾何尺寸直接獲得電力電纜A，B和C的每個(gè)相的電流。纜。方向?，F(xiàn)有技術(shù)相比，電流測(cè)量方法解決了傳統(tǒng)的感應(yīng)電流表無(wú)法測(cè)量三線對(duì)稱電力電纜各相電流的問(wèn)題。方法通過(guò)測(cè)量對(duì)稱三導(dǎo)體電力電纜表面的磁場(chǎng)信息來(lái)確定電纜中每相電流的幅度和變化，理論上可以實(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。對(duì)稱的三芯電力電纜中。析模型中使用的三芯對(duì)稱電力電纜的結(jié)構(gòu)如圖1所示。纜中心為O，A，B和C是三相鐵心的位置，電纜中心為A ，B和C.導(dǎo)線之間的距離是r。失一般性，y軸可以與OA重合，并且點(diǎn)A的坐標(biāo)是（0，r）。B和C的兩相芯電纜中心的矢量，即OB，OC和橫坐標(biāo)軸的角度分別為210°和330°。此，點(diǎn)B的坐標(biāo)是點(diǎn)C的坐標(biāo)。相導(dǎo)線A，B和C的正弦電流幅度分別是IA，IB和IC。傳感器SA，SB和SC的安裝位置是延長(zhǎng)線OA，OB和OC與電纜表面的交叉點(diǎn)。纜中心的SA，SB，SC半徑為r。整磁傳感器的角度，使得由磁傳感器測(cè)量的磁感應(yīng)強(qiáng)度是沿著圓周方向的三個(gè)點(diǎn)SA，SB和SC的磁感應(yīng)強(qiáng)度的切向分量。纜的外表面。據(jù)安培環(huán)的定理，由A相核心電流IA至SA產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度是μ0是真空滲透率的地方。方便起見(jiàn)，對(duì)于磁傳感器，圓周方向上的方向由n定義，徑向方向?yàn)閞，如圖4所示。然，等式（1）中的磁感應(yīng)是方向n上的分量。樣，由于三導(dǎo)體電力電纜的結(jié)構(gòu)和由電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，由SA處的B相電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度是對(duì)稱的。SB和SC處的三相A，B和C等于旋轉(zhuǎn)x和y軸。如，當(dāng)解決由三相電流A，B和C產(chǎn)生的磁感應(yīng)到SB時(shí)，y軸可以旋轉(zhuǎn)以與OB重合。這些條件下，角度OC，OA和橫坐標(biāo)分別為210°和330°。

　　此，在計(jì)算期間，旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的相電流就足夠了。用這種方法，可以通過(guò)相同的方法獲得由在n方向上從SB到SB的三相電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分量，并且可以使用類似的方法來(lái)獲得SC的三相電流。A，B和C.當(dāng)測(cè)量沿方向n產(chǎn)生的磁感應(yīng)分量時(shí)，由于BSA-n，BSB-n和BSC-n是磁傳感器的輸出，因此同時(shí)功能的組合（8） ），（9）和（10）線性方程可用于求解相電流IA，IB和IC，它們對(duì)應(yīng)于對(duì)稱三導(dǎo)體電力電纜的中心導(dǎo)線所經(jīng)過(guò)的正弦電流的大小。過(guò)等式（11），（12）和（13）求解相電流IA，IB和IC的表達(dá)式。立三導(dǎo)體電力電纜的相電流幅度，磁傳感器為在SA，SB和SC測(cè)量。感應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。型仿真的驗(yàn)證為了驗(yàn)證所提方法的有效性，礦用電纜使用三導(dǎo)體電纜計(jì)算模型的有限元模擬來(lái)獲得基于SA，SB和SC的磁場(chǎng)函數(shù)。間。有限元模擬計(jì)算中，電纜參數(shù)定義如下：R = 45 mm，r = 20 mm，通過(guò)A，B和C三相線的正弦電流幅值分別為IA = 90 A ，IB = 100A，IC = 110A，中心三相導(dǎo)體A，B，C的半徑為12.5mm。有限元模擬模型中使用的相電流的相電流的波形在圖4中示出。2.三相電流分別加載到電纜的三根導(dǎo)線中，如圖1所示。相A，B和C的初始電流分別為0 A，-86.60 A和95.26 A.模擬模型限制設(shè)置為Balloon，并加載到以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心的320mm半徑圓。為時(shí)間的函數(shù)的SA，SB和SC的磁感應(yīng)方向n上的分量的曲線在圖4中示出。3.接下來(lái)，將圖3中所示的SA，SB和SC的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線作為已知條件用作已知條件，并且將電纜的相電流IA，IB和IC用作電纜。用此處建立的模型求解對(duì)稱三導(dǎo)體電源。果相電流的幅度與有限元計(jì)算期間輸入的相電流的幅度一致，則該方法是有效且可行的。4顯示了使用本文提出的模型計(jì)算的對(duì)稱三芯電纜的每相電流曲線。了評(píng)估模型的準(zhǔn)確性，可以使用以下公式對(duì)解析的電纜電流進(jìn)行二元線性調(diào)整，即計(jì)算結(jié)果如表1所示。以看出，計(jì)算結(jié)果與有限元計(jì)算輸入的相電流幅度一致。A，B和C三相電流的幅值計(jì)算誤差分別為-4.7％， - 1.8％和-2.8％，相移誤差分別為0.85°，0。33°和-0.23°。些指標(biāo)表明，本文提出的三線電纜相電流測(cè)量方法可用于三線電纜相電流的在線監(jiān)測(cè)。外，如果本文提出的磁傳感器方法是精確測(cè)量三芯電纜的相電流，則必須使用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)磁傳感器。了更好地表征沿電纜圓周方向的切向n分量Bn與由磁傳感器測(cè)量的SA，SB，SC處的對(duì)稱三導(dǎo)體電力電纜的相電流之間的關(guān)系，在三相電流中顯示了上面的計(jì)算示例。對(duì)稱平衡條件下，由每個(gè)磁傳感器測(cè)量的磁感應(yīng)與相電流的幅度之間的關(guān)系。

　　
　　以看出，由于三導(dǎo)體對(duì)稱電力電纜的電流是對(duì)稱的，因此沿著電纜的圓周磁感應(yīng)的切向n的分量Bn在SA，SB和SC的大小與相電流的大小成比例。表明基于磁流的電流測(cè)量方法可以線性地反映三導(dǎo)體電力電纜的每相的核心電流的變化。論傳統(tǒng)的感應(yīng)電流測(cè)量方法不能用于測(cè)量平衡三芯電力電纜的相電流，一種測(cè)量平衡電源電纜相電流的方法。出了基于磁傳感器的三個(gè)導(dǎo)體。120°對(duì)稱三芯電力電纜的圓周方向表面上安裝三個(gè)準(zhǔn)直磁傳感器，每個(gè)相線，對(duì)稱電力電纜各相基電流的幅度和方向線性檢測(cè)三個(gè)導(dǎo)體。過(guò)建立物理數(shù)學(xué)模型，闡明了磁傳感器的輸出與對(duì)稱三芯電力電纜的每相的中心電流之間的關(guān)系。過(guò)有限元模擬計(jì)算驗(yàn)證構(gòu)建模型的準(zhǔn)確性。

　　現(xiàn)有技術(shù)相比，所提出的三導(dǎo)體對(duì)稱電力電纜相電流測(cè)量方法更容易解決傳統(tǒng)感應(yīng)電流測(cè)量裝置無(wú)法測(cè)量電纜各相電流的問(wèn)題。線電源。過(guò)測(cè)量三線對(duì)稱電力電纜表面的磁場(chǎng)信息來(lái)確定電纜每相中的電流幅度和變化，理論上可以實(shí)時(shí)，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)對(duì)稱三芯電力電纜中的相位。
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