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        ?電力電纜絕緣層中的電場分布

        發布時間:2022-06-22訪問人數: 17
        電力電纜絕緣層中的電場分布
        1.單芯電纜絕緣層中電場的分布
        任何導體在電壓的作用下,均會在其周圍產生一定的電場,其強度與電壓的高低、電極的形式和電極間的介質等因素有關。在大多數情況下,電纜線芯和絕緣層表面具有均勻電場分布的屏蔽層,電纜的長度一般比它的直徑大得多,邊緣效應不予考慮。因此,單芯或分相屏蔽型圓形線芯電纜的電場均可看作同心圓柱體場。垂直于軸向的每個截面的電場分布均是一樣的,由于截面為軸對稱的緣故,這個平面電場分布僅與半徑有關,經過數學推導,計算單芯電纜絕緣層內在距線芯中心點為r處的電場強度的公式為∶

        式中E——電場強度;

             R——絕緣層的外徑,亦即絕緣屏蔽層的內徑;

             Kc——導體屏蔽層的外徑;

             U——電壓。
        2.多芯電纜絕緣層中電場的分布
        多芯電纜絕緣層中電場的分布比較復雜,一般用模擬實驗方法來確定,在此基礎上再近似求最大電場強度。三芯電纜絕緣層中的電場可視為一平面場,外施三相平衡交流電壓時,此電場為一隨時間變化的旋轉電場。由于三芯電纜電場的互相堆積作用,使電場的分布很不規則。當導體為圓形時,統包型電纜的最大電場強度在線芯中心連接線與線芯表面交點上。
        3.集膚效應和鄰近效應
        導線中流過交流電時,電流在導體截面上分布是不均勻的,越接近表面電流密度越大。這種電流比較集中地分布在導體表面的現象稱為集膚效應。集膚效應增加了導體的電阻,減小了內電感。
        由于導體之間電磁場的相互作用影響了導體中傳導電流分布的現象稱為鄰近效應。當導體截面較大、相距很近或頻率很高時,需考慮鄰近效應。
        對于電纜線路來說,集膚效應和鄰近效應的存在將使電纜線芯的交流電阻(也叫有效電阻)增大,從而使電纜的允許載流量減小。集膚效應系數的大小主要與線芯的結構有關,為了降低集膚效應,大截面電纜可采用分裂導體結構線芯。鄰近效應系數的大小主要與線芯的直徑和間距有關,為了降低鄰近效應,可增加電纜間的距離,但必須結合電纜路徑綜合考慮。

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