[發明專利]一種振蕩波系統用空心電抗器設計方法

有效

• 申請號: 201810959109.6
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109239544B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 郭飛飛;王彤;李朋;姚雀;閆金勝
• 申請（專利權）人: 珠海華網科技有限責任公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 徐國華

本發明公開了一種振蕩波系統用空心電抗器設計方法，包括以下步驟：步驟一，獲取電抗器的導線參數和電感參數；步驟二，計算電抗器中每匝線圈的自感和各匝線圈間的互感；步驟三，計算電抗器的總電感值W，總電感值W包括線圈的自感總和與互感總和；步驟四，計算電抗器中線圈的總繞線長度L、總繞線重量G和總電阻值R；步驟五，通過改變電抗器部分的導線參數和電感參數的初始化值，可以設計出的電抗器具有特定的總電感值、總電阻值、總繞線重量和總繞線長度。本發明通用性好，通過改變電抗器的導線參數和電感參數的初始化值，便于設計出較高總電感值和較低總電阻值的電抗器，有利于提升電纜局放檢測的可靠性和準確性。

技術領域

本發明屬于電力設備絕緣狀態檢測的技術領域，特別涉及一種振蕩波系統用空心電抗器設計方法。

背景技術

近年來，交聯聚乙烯絕緣(XLPE)電力電纜由于其絕緣性能好、易于制造、安裝方便、有利于城市布局等優點，在城市電網中得到廣泛使用。但隨著運行時間的增加，受機械沖擊、絕緣受潮、化學腐蝕、溫度異常等因素影響，電纜在正常乃至過負荷運行中，絕緣強度逐漸降低，并產生局部放電現象。

振蕩波電壓是近年來國內外研究較多的一種用于XLPE電力電纜局部放電檢測和定位的電源。該電源與交流電源等效性好，可有效檢測XLPE電力電纜中的各種缺陷，且試驗不會對電纜造成傷害。然而，目前的電纜振蕩波測試系統在應用中還有一些問題需要解決，振蕩波測試系統中需要一種電抗器作為振蕩回路的主要元件，需求較高的電感值、較低的內阻的特性，無法簡單、靈活地根據振蕩波系統的需求設計相應的電抗器，導致無法提升電纜局放檢測的可靠性和準確性。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種便于設計出較高總電感值和較低總電阻值的電抗器，有利于提升電纜局放檢測可靠性和準確性的振蕩波系統用空心電抗器設計方法。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種振蕩波系統用空心電抗器設計方法，包括以下步驟：

步驟一，獲取電抗器的導線參數和電感參數；所述的導線參數包括導線直徑d、漆包厚度r₁、線材密度η、電阻率γ和介質磁導率μ；所述的電感參數包括繞線層間距r₂、骨架半徑r、繞線層數N、每層匝數M和精確度ζ；

步驟二，計算電抗器中每匝線圈的自感和各匝線圈間的互感；

每匝線圈的自感和各匝線圈間的互感的計算步驟具體為：

(1)首先引入第一類完全橢圓積分K和第二類完全橢圓積分E，其具體表示為：

其中：為在角度積分變量，k為模數；

(2)引入參數a_x、b_x和c_x，并且設定其初值分別為a₀＝1，c₀＝a₀²-b₀²；

(3)對于循環變量x＝1，2，…，P，依次按下式進行迭代計算：

(4)當c_P小于ζ時，可按下式直接計算K和E的值：

由于K和E只與模數k相關，所以K和E可以表示成：