[發明專利]一種用于計算多芯電纜內部分布電容的方法及系統

有效

• 申請號: 201910717967.4
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110598160B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 張璐;喬志超;陽晉
• 申請（專利權）人: 北京全路通信信號研究設計院集團有限公司
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G01R27/26
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本發明提供了一種用于計算多芯電纜內部分布電容的方法及系統，方法包括：分別測量所述電纜金屬護套與芯線之間的工作電容，以及芯線與芯線之間的工作電容；根據測量得到的所述工作電容，計算電纜內部的芯線與芯線之間的分布電容以及芯線與所述電纜金屬護套之間的分布電容；系統包括電容測量設備以及計算設備；所述電容測量設備，用于測量所述電纜金屬護套與芯線之間的工作電容，以及芯線與芯線之間的工作電容；所述計算設備還包括計算模塊，用于根據測量得到的所述工作電容，計算電纜內部所要測量的芯線與芯線之間的分布電容以及所要測量的芯線與所述電纜的金屬護套之間的分布電容。

技術領域

本發明屬于電子電氣領域，特別涉及一種用于計算多芯電纜內部分布電容的方法及系統。

背景技術

在多芯電纜內部，各芯線之間、各芯線與金屬護套之間均存在電壓差而又相互絕緣，因此便會產生分布電容。通常，這種分布電容的電容量很小，所以在低壓電力系統一般不予考慮。但是當鐵路信號電纜電壓等級較高，總長度達到一定的規模時，這種分布電容就會造成不可忽略的影響，尤其會對高頻信號的傳輸造成衰減。

以鐵路信號電纜為例：鐵路信號電纜規格較多，包含有4芯、6芯、8芯、9芯、12芯、14芯、16芯、19芯、21芯、24芯、28芯、30芯、33芯、37芯、42芯、44芯、48芯、52芯、56芯、61芯等多種規格(關于鐵路信號電纜的規格的詳細內容可參考國家相關標準《TBT 3100.1-2017鐵路數字信號電纜第1部分：一般規定》的相關內容)，且電纜內部芯線分布結構復雜且不對稱，因此對于電纜內部分布電容難以通過簡單測量得知。

圖1為PTYL23-4型鐵路信號電纜的橫截面及分布電容示意圖。如圖1所示，PTYL23-4型鐵路信號電纜由標號分別為1、2、3、4的4根芯線以及鋼帶和鋁護套(統稱為金屬護套)構成；芯線與芯線之間、芯線與金屬護套之間均存在著分布電容。

圖中C₁₂表示1號芯線與2號芯線之間的分布電容；C₁₃表示1號芯線與3號芯線之間的分布電容；C₁₄表示1號芯線與4號芯線之間的分布電容；C₂₃表示2號芯線與3號芯線之間的分布電容；C₂₄表示2號芯線與4號芯線之間的分布電容；C₃₄表示3號芯線與4號芯線之間的分布電容；C₁₀表示1號芯線與金屬護套之間的分布電容；C₂₀表示1號芯線與金屬護套之間的分布電容；C₃₀表示1號芯線與金屬護套之間的分布電容；C₄₀表示1號芯線與金屬護套之間的分布電容。

如圖1所示，利用電容表對1號芯線與3號芯線之間的電容進行測試，得到的測試結果為C_A。因為所述電纜內部各芯線與芯線之間以及芯線與金屬護套之間存在的分布電容有著復雜的串/并聯關系，所以測試結果C_A不等于1號芯線與3號芯線之間的分布電容C₁₃。即測得的C_A為1號芯線與3號芯線之間的工作電容，而不是分布電容。對于結構不對稱且復雜的電纜，無法利用現有技術方案進行分布電容的測量計算。因此需要提出一種方法及用于實現該方法的設備，對于多芯電纜內部存在的分布電容進行測量計算。

發明內容

針對上述問題，本發明一種用于計算多芯電纜內部分布電容的方法，其特征在于，所述方法包括：

分別測量所述電纜金屬護套與芯線之間的工作電容，以及芯線與芯線之間的工作電容；

根據測量得到的所述工作電容，計算電纜內部的芯線與芯線之間的分布電容以及芯線與所述電纜金屬護套之間的分布電容。

進一步地，測量第一芯線與電纜金屬護套之間的工作電容C_A、第二芯線與電纜金屬護套之間的工作電容C_B、以及第一芯線與第二芯線之間的工作電容C_AB；