摘要：针对京沪高铁电缆保护层保护器目前已经存在的连接方式，采取线路中存在的电压、电流等相应的数据情况，运用统计学的方法，通过对连接方式的不同转换，得到多组所需要的数据，通过优化对比，实现最优连接的调控，为日后进行的建模与仿真提供数据准备。
关键词：高速铁路；护层保护器；电力电缆；电量分布；连接方式
1 研究目的
高压电缆屏蔽层、铠装层环流对于电缆的负面影响主要有下面几点：1、有附加损耗存在，继而导致电能输送过程中效率降低；2、存在发热的情况，特别是与过渡电阻进行接触，这种现象明显，导致电缆寿命境地3、有电磁干扰的情况产生，导致电缆免遭紧密仪器收到电磁烦扰；4、因为有环流的存在，将会影响到在线监测的扩展。目前针对京沪高铁线路给出了护层保护器的一系列数据见表1、而且研究的时候护层保护器具有非常正常的工作状态，各项指标也能够达到行业规定。
表1 京沪高铁既有护层保护器的技术参数
现阶段，我国国内目前针对27.5KV的电缆有两种方式进行保护：供电方向相同、电路电相相同的情况下可以用一个保护器保护多跟电缆，比如京沪高铁就是使用这种方式。每一根电缆都有专门的保护器保护。上述接法之中，屏蔽层与铠装层环流通路较多，所以针对环流数据进行有效分析对于电缆的设计与施工具有极为重要的现实意义与参考价值。
2 研究方法
选择京沪高铁某一个分区所中2个供电臂上所安装的272个高压开关柜T相供电电缆以及274 高压开关柜T 相供电电缆作为试验对象，在实际的研究现场中发现，供电柜中每个极相都有2根电缆，而且电缆是以YJY72-27.5kV-2×1×240mm2作为型号，每条电缆的程度为70米和60米不等。每条电缆的引出部位为高压开关柜，以夹层电缆支架的方式敷设到围墙的地方，然后通过直埋敷设的方式向上爬升，最后到达电线支柱上实现有效固定，其中直埋段所拥有的长度有10米和5米不等，所有的电缆都按照相同路径敷设。
按照感应电势公式：Es=LEso，在该公式中感应电势为Es，电缆上任何一个部位与其接地之间的距离用L（km）表示，正常单位长度中所具有的感应电势用Eso（V/km）表示，这样就可以了解到接地局域影响着感应电势的值，两者属于正相关关系，同样的感应电流也是如此。
运用电流同步录波仪对通道波长进行录波，运用高精度的互感器实现有效的监控分析，在同一时刻能够针对电缆中的屏蔽层、符合电流以及铠装层环流数据进行有效监控，并获得相关的对地泄漏值，然后通过对保护器连接方式的不断变化，得到环流值的具体分布情况，以及负荷电流与环流值之间存在的紧密关系，最后得到接线方式的不同将会影响到长期运营线路的供电情况，以及比较清晰明确的数据变化。通过三个步骤实现现场的有效施工。
第1阶段：在已经确定的安装连接方式的条件下，也就是屏蔽层与铠装层使用相同的保护器进行保护，对电缆的负荷进行调控，针对负荷不同的情况下，铠装层与屏蔽层之间存在的环流值并且准确揭露保护器泄漏的电流值。
第2阶段：针对保护器的连接方式进行改变，对于每条电缆铠装层以及屏蔽层都连接到相同的保护器上，监控上述指标，发现其中存在的不同变化情况；
第3阶段：对于保护器的连接方式进行再次改变，屏蔽层与铠装层连接不同的保护器，针对上述指标进行有效监控，记录与分析此时的数据变化情况。
在上述3个阶段进行测验的过程中，需要注意如下内容：
（1）确保上述3中方式在相同的背景下实现有效测试，确保电缆的干扰情况以及平均符合率具有相同并且一直的干扰情况。所以，在确定的条件情况下，需要在每天相同的时间情况下更换不同的连接方式，就不同的数据。
（2）需要针对供电线路线缆的电流、电缆屏蔽以及保护层的保护器泄漏情况进行监控，通过综合分析与比较，采集装置需要较高的同步情况并且通道要多，采样频率还需要对分析要求实现有效满足。
（3）在3中不同的连接方式情况下，采集的电缆进度与本次采集工作的最终统计分析有极为重要的影响关系，所以采集的过程中一定要满足精度需求。
3 数据采集
以上述实验分析得到的电量数据实现有效的环流测试。因为在上述第一步和第二步的连接方式中会产生比较大的电流，所以按照实际比例会导致环流值过大而无法直接获取数据，所以要对其进行100被比例的缩减，进而实现有效设置。
按照实施现场第三阶段进行有效连接的情况下，因为存在较大的负荷点流量，所以进行倍率缩小的意义不大。
4 数据分析
（1）通过分析 272、274 高压开关柜电缆各屏蔽层、铠装层环流数据，了解到具有如下情况存在：
a.屏蔽层、铠装层环流值与负荷电流值呈正比关系。
b.各屏蔽层、铠装层环流值量级随着时间的不断变化呈现离散分布状态，各个采集点之间没有规律地分布着各种电流。
c.电缆屏蔽层、铠装层环流最大值有10A，而5A则是其平均电流，在符合电流中，环流所占比值一般在10%以内。
（2）通过分析272、274高压开关柜馈线 T相负荷电流以及T1、T2单条供电线电缆屏蔽层-铠装层环流值监测波形，有下面的情况存在：
a.T1和T2屏蔽层与铠装层之间的环流变化情况与电缆负荷电流变化相同，两者存在正相关关系。符合电流最大值为550A，此时通过检测环流值达到了2.6A，与负荷电流相比占到了0.475%的比重；当负荷电流达到270A的时候，通过监测环流值达到了1.4A，与负荷电流相比占到了0.25%的比重。按照每天的负荷电流数据情况可以了解到，在大部分时间中，环流与负荷电流之比可以控制在0.5%的范围，在最大限度的情况下也不可能超过5%。
b.T1和T2屏蔽层与铠装层之间具有相同变化规律的环流，而且也会出现重合的情况。这表明，T1和T2电缆屏蔽层和铠装层接护层保护器时，2条电缆具有相同的环流状态。
（3）通过分析272、274高压开关柜馈线T1、T2电缆屏蔽层、铠装层分别单独接护层保护器，发现：
a.各采集点电流与负荷电流不存在明显关系。
b.各采集点点流量不大，以微安级别计算，就数据监测而言，最大电流也仅仅为 5 A，而且具有比较低的出现频率，总体而言监测数据符合离散分布特点。
由此可推导出以下几方面结论：
（1）在护层保护器第 1 种和第 2 种接线方式下，各回路中都有环流存在，而且环流与负荷电流之间具有正比关系。
（2）第 1 种接线情况下，环流与负荷电流之比控制在10%的范围内，而当出现第二种连接方式是，这一比值下降到5%。通过具体的数据显示，按照第二种接线方式明显存在环流下降的情况。所以相比于第一种接线方式，第二种接线方式更加良好。第三种节点方式的情况下，所泄漏的电流仅仅以微安级别出现，这与保护器的目的非常符合。所以，从环流大小判断护层保护器接线方式的优先级可知，应该选择第三种连接方式，第二选择才应该是第二中接线方式。
（3）第 1 种和第 2 接线方式下各采集点环流大小与电缆长度呈正比关系。
（4）第 2 种接法方式下相同电相的多个电缆之间环流的变化情况一致性很高，这也表明了相同电相情况下，多条电缆负荷电流的变化一致。
5 结语
通过以上研究与分析，就保护器的原理和目的而言，按照第3中接线方式属于最优方案，然而在具体的设计之中还需要对施工与材料成本进行考虑，经济与适用性之间要进行平衡，这些都需要研究人员在面对具体的设计施工工作时结合工程实际进行选择。
参考文献：
[1]郭然.考虑运行风险的输电电缆外护层绝缘缺陷检修策略的研究[D].华南理工大学，2017.
[2]侯晋花.35kV电力电缆线路加装金属保护器分析[J].机电信息，2018（15）：25-26.
论文作者:曾杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：环流论文; 电缆论文; 电流论文; 方式论文; 保护器论文; 屏蔽论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第4期论文;