[發明專利]一種建立多芯屏蔽動力電纜頻變多導體傳輸線模型的方法

有效

• 申請號: 201611031502.6
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106771627B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 皇甫幼朋;王曙鴻;邱浩;王紅旭;楊娟寧;李治財
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;秦川機床工具集團股份公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種建立多芯屏蔽動力電纜頻變多導體傳輸線模型的方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步：根據共模阻抗與差模阻抗的定義，在電磁屏蔽室中，采用阻抗分析儀分別測量多芯屏蔽動力電纜不同接線方式時的共模阻抗與差模阻抗；

第二步：在第一步基礎上，建立共模阻抗與差模阻抗的等效電路模型，間接推導出多芯屏蔽動力電纜多導體傳輸線中頻變單位長度電參數，包括電阻、電感、電容與電導；

第三步：依據第二步得出的多芯屏蔽動力電纜多導體傳輸線中頻變單位長度電參數，分別反演出電阻、電感、電容與電導的極點-留數形式的有理函數多項式逼近，該有理函數多項式包括常數項和比例項，實數極點項以及共軛復數極點對項；由于該有理函數多項式的極點的實數部分小于零，因此該多項式逼近系統為穩定系統；

當該穩定系統與無源網絡連接時生成不穩定的新系統時，此時的系統端口是有源的，則進行步驟四；

當該穩定系統與無源網絡連接時生成穩定的新系統時，此時的系統端口是無源的，則進行步驟五；

第四步：在第三步的基礎上，使用留數攝動法，即保持極點不變，根據端口無源約束條件，修改相應留數值，以誤差最小作為目標函數，從而獲得端口無源的頻變參數模型；

第五步：基于電路綜合原理，分別獲得單位長度頻變電阻、電感、電容與電導的極點-留數形式的有理函數多項式逼近中的常數項和比例項，實數極點項以及共軛復數極點對項對應的等效電路，將所得3個等效電路并聯之后得到單位長度頻變電參數的寬頻等效電路；

當單位長度頻變電參數的寬頻等效電路中元件有負值時，即是有源的，則進行步驟六；

當單位長度頻變電參數的寬頻等效電路中元件無負值時，即是無源的，實現了單位長度頻變電參數寬頻等效電路中元件的無源化；

第六步：以單位長度頻變電參數的寬頻等效電路中元件值大于0作為約束變量，采用優化算法進行優化，以優化后的多芯屏蔽動力電纜多導體傳輸線中頻變單位長度電參數與測量得出的多芯屏蔽動力電纜多導體傳輸線中頻變單位長度電參數之間的誤差最小作為目標函數，從而實現單位長度頻變電參數寬頻等效電路中元件的無源化。

2.根據權利要求1所述的一種建立多芯屏蔽動力電纜頻變多導體傳輸線模型的方法，其特征在于，共模阻抗包括共模等效電阻、等效電感、等效電容以及等效電導，具體通過以下過程得到：

以含有A、B、C三相動力線導體與地線導體并采用編織屏蔽層鎧裝的動力線纜作為待測電纜，在共模阻抗測量時，在待測線纜首端，將三相動力線與地線短接后和阻抗分析儀一端連接，將編織屏蔽層與阻抗分析儀另一端連接；在待測線纜尾端，將三相動力線與地線短接后通過單刀單擲開關與編織屏蔽層連接；單刀單擲開關閉合時，測量出共模等效電阻與等效電感；單刀單擲開關打開時，測量出共模等效電容與等效電導。

3.根據權利要求2所述的一種建立多芯屏蔽動力電纜頻變多導體傳輸線模型的方法，其特征在于，差模阻抗測量時，為了考慮動力線纜結構不對稱性對單位長度頻變電參數的影響，設置三種不同的接線方式，具體如下：

第一種差模阻抗測量接線方式：在待測線纜首端，將A相與B相動力線短接后與阻抗分析儀相連，C相與地線短接后與阻抗分析儀另一端短接；在待測線纜尾端，將A相與B相動力線短接后通過單刀單擲開關和C相與地線短接后的電路連接；當單刀單擲開關閉合時，測量出差模阻抗等效電阻與等效電感；單刀單擲開關打開時，測量出差模阻抗等效電容與等效電導；

第二種差模阻抗測量接線方式：在待測線纜首端，將A相與C相動力線短接后與阻抗分析儀相連，B相與地線短接后與阻抗分析儀另一端短接；在待測線纜尾端，將A相與C相動力線短接后通過單刀單擲開關和B相與地線短接后的電路連接，分別測量出差模阻抗等效電阻、等效電感、等效電容以及等效電導；

第三種差模阻抗測量接線方式：在待測線纜首端，將A相與地線短接后與阻抗分析儀相連，B相與C相短接后與阻抗分析儀另一端短接；在待測線纜尾端，將A相與地線短接后通過單刀單擲開關和B相與C相短接后的電路連接，分別測量出差模阻抗等效電阻、等效電感、等效電容以及等效電導。