交流单芯电缆产生的涡流效应_雷火官网

　　翁２篙爹磊文章编号：１６７２—１１５２（２０１０）０４－００７１－－０２山西冶金ＳＨＡＮＸＩＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＴｏｔａｌ１２６Ｎｏ．４．２０１０交流单芯电缆产生的涡流效应李军（山西太钢不锈钢股份有限公司，山西太原０３０００３）摘要：根据电磁感应原理，结合电缆敷设的真实的情况，详细阐述了交流单芯电缆产生的涡流效应，并与三芯电缆作对比，明确了电缆敷设施工中预防涡流危害的方法。关键词：交流单芯电缆磁力线磁通涡流中图分类号：ＴＭ７２６．４文献标识码：Ｂ收稿日期：２０１０ —０６—２４新建供电设施在投入到正常的使用中前都要经专业部门进行验收，合格后方准试送电。在多次参与设备验收的过程中，发现实施工程人员在桥架中敷设电缆时，在电缆卡具数量不够的情况下，使用...

　　翁２篙爹磊文章编号：１６７２１１５２（２０１０）０４－００７１－－０２山西冶金ＳＨＡＮＸＩＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＴｏｔａｌ１２６Ｎｏ．４．２０１０交流单芯电缆产生的涡流效应李军（山西太钢不锈钢股份有限公司，山西太原０３０００３）摘要：根据电磁感应原理，结合电缆敷设的真实的情况，详细阐述了交流单芯电缆产生的涡流效应，并与三芯电缆作对比，明确了电缆敷设施工中预防涡流危害的方法。关键词：交流单芯电缆磁力线磁通涡流中图分类号：ＴＭ７２６．４文献标识码：Ｂ收稿日期：２０１００６２４新建供电设施在投入到正常的使用中前都要经专业部门进行验收，合格后方准试送电。在多次参与设备验收的过程中，发现实施工程人员在桥架中敷设电缆时，在电缆卡具数量不够的情况下，使用螺丝将扁形铁条拧在桥架两端或用铁丝绑扎来对电缆做固定，依照国家相关验收标准，此种情况是绝对不允许的。铁是磁的良导体，使用扁铁条跨接桥架或铁丝绑扎的方法固定电缆，铁受电磁感应的影响，其内部会出现涡流。如果用来固定交流单芯电缆，那么其内部的涡流会在极短的时间内引起金属发热，极易烧毁电缆，引发供电故障。１单芯交流电缆感生涡流的分析（１）涡流的产生。当电缆中有交变电流流过时，就会在电缆周围产生以导线为圆心，处处垂直于导线且圆形分布的交变磁场。电缆穿过钢、铁材质的金属环状物时，由于钢、铁的磁导率远比空气大，致使金属环状物周围的磁场分布发生明显的变化，沿其内部形成闭合回路的磁场最强，即磁通密度远比周围空气中大，交变的磁场在金属中感应出一圈圈环流，称为涡流。（２）涡流的方向。涡流是由穿过金属的磁场发生明显的变化引起的，由楞次定律可知，涡流产生的磁场应该阻碍原磁场的变化，故在金属内侧，涡流方向与电缆内电流方向相反；在金属外侧，涡流方向与电缆内电流方向相同。（３）涡流大小的影响因素。由涡流产生的原理可知，金属内部磁通的变化率是涡流大小的主要决定因素。由于输电线路产生的磁场始终以工频呈正弦规律变化，由此看来，导体内磁通的大小直接决定了其变化率的大小。当单芯电缆穿过导磁材质的金作者简介：李军（１９８１一），男，现在山西太钢不锈钢股份有限公司装备部工作，助理工程师。Ｔｅｌ：１３９３４５２７５６２，Ｅｍａｉｌ：蝎ｕｎｏｌＣ甜ｄｓｃｏ．ｃｏｍ．ｃｎ属环状物时，因导磁材质的磁阻远比空气小，因此在其内部构成闭合回路的磁力线较空气中密集了成百倍甚至上千倍，这一点类似于电路中的“短路” ，磁力线也是选择沿磁阻最小的路径形成回路。其次，金属物的壁越厚、沿电缆方向越长，内部磁通量越大。交变磁场感生出的涡流也随之增大。由此可知，金属的相对磁导率和金属物垂直于磁力线的截面面积是影响磁通大小的重要的因素。如果单芯电缆穿过铝材质的金属环状物时，由于铝不导磁，其内部没有磁通穿过，因此铝金属中不可能会产生涡流；电缆中流过直流电时，产生的磁场恒定不变，故直流电缆穿越任何金属环状物时都不会产生涡流。２单芯电缆敷设路径上的涡流效应１１０ｋＶ及以上电压等级的单芯电缆采用铝护套，１１０ｋＶ以下的单芯电缆有铜屏蔽层，铜、铝都为不导磁材料，磁力线不会在铝护套或铜屏蔽层内部构成回路，因此，单芯电缆本体上不会产生涡流。单芯交流电缆在桥架中敷设，桥架多为铁材质，构成了磁路的一部分，桥架上会出现涡流；如果桥架两端有扁铁条跨接或用盖板封闭，这样一来，磁通沿铁质桥架构成闭合回路，磁路中的磁阻大大减小，磁通密度急剧增大，涡流也随之剧增。单芯电缆穿钢管敷设与封闭桥架相同，涡流效应使钢管、桥架发热，容易烧毁电缆。必须要格外注意的是，由于涡流在桥架中是沿纵向流通，内、外侧的电流方向相反形成回路，与桥架是否全封闭无关。只是在桥架不封闭时，磁力线是经桥架和空气闭合，空气磁阻很大致使桥架内部的磁通比全封闭时急剧衰减，在桥架Ｅ感应出的涡流非常小，以致于涡流引起的热效应可完全忽略。３单芯电缆与三芯电缆感生涡流的对比三芯交流电缆在运行中，由于三相电流对称，三万方数据