地下电缆磁场分析（二）

1.相相连接时电缆的磁场

相相连接是指将信号源接到待测电缆的两相导体之间，两个相导体与电缆末端的短路环（路径探测时）或故障点（低阻故障时）形成回路，如图6.4所示。

图6.4  相相连接接线示意图

为了保证电缆三相阻抗参数的平衡，减少对外的电磁影响，电缆的三相导体实际上是沿电缆扭绞前进的，两个导体之间的相对位置是沿电缆变化的，因此造成了地面上的磁场也是沿电缆变化的，具体取决于导体所在平面与地面的相对位置。下面介绍两种特殊情况下的磁场分布。

在两个通电导体所在的平面处于与地面垂直的位置上时，地面上的磁场分布与图6.3所示相地连接时的磁场类似，不过由于两个导体之间的距离很小，在电流相同的情况下，相相连接时地面上磁场强度要小的多。在两个导体所在的平面与地面平行时，地面上的磁场分布如图6.5所示，两个导体产生的磁场在电缆的正上方迭加使磁场强度达到最大值，而在稍偏离电缆正上方的位置上两个导体产生的磁场相抵消使磁场强度急剧下降。磁力线在电缆的正上方进入地面。

图6.5  平行导体地面上方磁场分布

电缆金属护套外皮两端是接地的，外皮与大地构成了回路，电缆导体电流产生的磁场在这一回路里产生感应电流，外皮回路的感应电流产生的一部分磁场与导体回路的磁场相抵消（即屏蔽层发挥了作用），地面上的实际磁场强度比以上分析的要小。金属外皮的屏蔽作用是随着频率的增加而增强的。

2.暂态脉冲电流的磁场

以上关于电缆磁场的分析是针对正弦稳态电流的，而电缆故障点放电电流是一暂态脉冲电流。在分析暂态脉冲电流产生的磁场时，可以把暂态脉冲电流看成许多个不同频率的正弦稳态电流的代数和，分别计算每一频率分量产生的磁场，然后把它们合成在一起。实际应用中我们可近似地认为暂态电流的磁场与稳态电流磁场的变化规律是基本一致的。

应该指出，地下电缆的电流分布及磁场是很复杂的，以上只是粗略的分析。不过在实际应用中，我们往往并不需要精确地知道地面上某一点磁场的具体数值，只是通过测量地面上不同点磁场的相对数值及方向的变化来达到探测电缆路径或故障定点的目的，通过本节的内容，我们基本上可以掌握电缆磁场的分布规律，对于分析解决实际工作中遇到的问题是十分有帮助的。

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