地下電纜磁場分析（二）

1.相相連接時電纜的磁場

相相連接是指將信號源接到待測電纜的兩相導體之間，兩個相導體與電纜末端的短路環（路徑探測時）或故障點（低阻故障時）形成回路，如圖6.4所示。

圖6.4  相相連接接線示意圖

為了保證電纜三相阻抗參數的平衡，減少對外的電磁影響，電纜的三相導體實際上是沿電纜扭絞前進的，兩個導體之間的相對位置是沿電纜變化的，因此造成了地面上的磁場也是沿電纜變化的，具體取決于導體所在平面與地面的相對位置。下面介紹兩種特殊情況下的磁場分布。

在兩個通電導體所在的平面處于與地面垂直的位置上時，地面上的磁場分布與圖6.3所示相地連接時的磁場類似，不過由于兩個導體之間的距離很小，在電流相同的情況下，相相連接時地面上磁場強度要小的多。在兩個導體所在的平面與地面平行時，地面上的磁場分布如圖6.5所示，兩個導體產生的磁場在電纜的正上方迭加使磁場強度達到最大值，而在稍偏離電纜正上方的位置上兩個導體產生的磁場相抵消使磁場強度急劇下降。磁力線在電纜的正上方進入地面。

圖6.5  平行導體地面上方磁場分布

電纜金屬護套外皮兩端是接地的，外皮與大地構成了回路，電纜導體電流產生的磁場在這一回路里產生感應電流，外皮回路的感應電流產生的一部分磁場與導體回路的磁場相抵消（即屏蔽層發揮了作用），地面上的實際磁場強度比以上分析的要小。金屬外皮的屏蔽作用是隨著頻率的增加而增強的。

2.暫態脈沖電流的磁場

以上關于電纜磁場的分析是針對正弦穩態電流的，而電纜故障點放電電流是一暫態脈沖電流。在分析暫態脈沖電流產生的磁場時，可以把暫態脈沖電流看成許多個不同頻率的正弦穩態電流的代數和，分別計算每一頻率分量產生的磁場，然后把它們合成在一起。實際應用中我們可近似地認為暫態電流的磁場與穩態電流磁場的變化規律是基本一致的。

應該指出，地下電纜的電流分布及磁場是很復雜的，以上只是粗略的分析。不過在實際應用中，我們往往并不需要精確地知道地面上某一點磁場的具體數值，只是通過測量地面上不同點磁場的相對數值及方向的變化來達到探測電纜路徑或故障定點的目的，通過本節的內容，我們基本上可以掌握電纜磁場的分布規律，對于分析解決實際工作中遇到的問題是十分有幫助的。

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