[發明專利]超導電纜電磁兼容性評價方法

在審

• 申請號: 202110954389.3
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113671238A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 焦婷;李紅雷;魏本剛;趙丹丹;田昊洋;辛亮;王黎明
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: G01R19/155
• 分類號: G01R19/155
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

超導電纜電磁兼容性評價方法，包括：根據超導電纜本體的單相結構尺寸、接頭的單相超導帶材繞制，建立超導電纜本體和接頭的電磁場仿真模型；在正常工作和單相接地短路下，計算超導電纜本體及接頭的電磁場仿真值；考慮三相電流的不平衡性，分別計算平衡部分電流和不平衡部分電流的磁通密度，以獲得超導電纜不同運行工況下的電磁場理論值；以輸變電設施電磁環境控制限值為依據，利超導電纜不同運行工況下的電磁場理論值，對超導電纜輸電線路途徑上敏感點的電磁兼容性進行評價。本發明仿真獲得不同復雜環境下超導電纜周圍電磁場的分布數據，作為超導電纜電磁兼容性的評價依據。

技術領域

本發明涉及超導電纜電磁兼容性技術領域，更具體地，涉及超導電纜電磁兼容性評價方法。

背景技術

高溫超導電纜系統由電纜本體、電纜附件、制冷系統、檢測保護系統四個主要部分組成。高溫超導電纜一般用液氮(77K，即-196℃)作為冷卻介質和絕緣介質。電纜絕緣結構是高溫超導(HTS)電纜不可或缺的組成部分，為超導電纜的安全運行提供必要的保障，聚丙烯層壓紙(polypropylene laminated paper，PPLP)兼具良好的浸漬性及較高的電氣強度，是一種優異的低溫絕緣材料。

超導電纜的電磁兼容性是環境評價的重要項目之一，對超導電纜電磁兼容性評價方法，只有充分掌握三相冷絕緣高溫超導電纜的工頻磁場強度的分布規律，以及不同復雜環境下超導電纜周圍電磁場的分布情況，才能判斷超導電纜輸電線路途徑是否滿足公眾曝露限值要求。

現有技術中，鑒于超導電纜的建設和投運現狀的限制，對于超導電纜周圍的電磁場的仿真計算、實際測量等技術的研發上均處于起步狀態，與超導電纜復雜運行環境相關聯的電磁場數據相對較少，因此，如何準確的對超導電纜的電磁場進行仿真計算，并有效結合不同運行工況和運行環境下的實際測量數據，以獲取能夠評價超導電纜電磁兼容性的電磁場數據，是超導電纜電磁兼容技術的研究重點。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種超導電纜電磁兼容性評價方法。

本發明采用如下的技術方案。

超導電纜電磁兼容性評價方法包括：

步驟1，根據超導電纜本體的單相結構尺寸參數，建立三相超導電纜本體的電磁場仿真模型；

步驟2，在正常工作工況和單相接地短路工況下，利用三相超導電纜本體的電磁場仿真模型仿真計算超導電纜本體的電磁場仿真值；

步驟3，根據超導電纜接頭的單相超導帶材繞制參數，建立三相超導電纜接頭的電磁場仿真模型；

步驟4，在正常工作工況和單相接地短路工況下，利用三相超導電纜接頭的電磁場仿真模型仿真計算超導電纜接頭的電磁場仿真值；

步驟5，考慮三相電流的不平衡性，利用超導電纜本體的電磁場仿真值及超導電纜接頭的電磁場仿真值，分別計算平衡部分電流的磁通密度和不平衡部分電流的磁通密度；

步驟6，利用平衡部分電流的磁通密度和不平衡部分電流的磁通密度，獲得超導電纜在不同運行工況下的電磁場理論值；

步驟7，以輸變電設施電磁環境控制限值為依據，利用超導電纜在不同運行工況下的電磁場理論值，對超導電纜輸電線路途徑上敏感點的電磁兼容性進行評價。

優選地，步驟1中，超導電纜的單相結構尺寸參數包括：襯芯外徑、超導帶層數及外徑、PPLP絕緣層厚度及外徑、超導屏蔽層層數及外徑、銅帶外徑；

基于超導電纜的柱形軸對稱結構特性，三相超導電纜的電磁場仿真模型是二維仿真模型。

優選地，步驟2包括：

步驟2.1，設置超導電纜的三相電流參數；