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電纜中的集膚效應(yīng)是如何產(chǎn)生的?

2014年03月21日 17:05:21人氣:9814來源:安徽美康儀表自動(dòng)化有限公司

      電纜線路中,當(dāng)交流電通過導(dǎo)線時(shí),導(dǎo)線截面上各處電流分布并不均勻,中心處電流密度小,而靠近表面的電流密度大,這種電流分布不均勻的現(xiàn)象稱為集膚(趨膚)效應(yīng)。

      產(chǎn)生集膚效應(yīng)的原因是:當(dāng)電流通過電纜導(dǎo)線時(shí),導(dǎo)線周圍磁力線的分布呈同心圓狀,不僅導(dǎo)線外部有磁場存在,而且導(dǎo)線內(nèi)部也有磁場。我們可以把導(dǎo)線看成是由許多同心薄圓管組成,靠近導(dǎo)線表面的薄圓管只被外部磁通包圍,而導(dǎo)線中心處的薄圓管不但被內(nèi)部磁通包圍,而且也被外部磁通所包圍。交流電產(chǎn)生的磁場是變化的磁場,變化的磁場在導(dǎo)體中會產(chǎn)生自感電動(dòng)勢。由于在導(dǎo)線表面被包圍的磁通小,所以自感電動(dòng)勢小,即感抗小。導(dǎo)線中心被包圍的磁通大,所以感抗就大。由于上述原因,導(dǎo)致在同一電壓作用下,導(dǎo)線中心處的電流密度小,而導(dǎo)線表面處的電流密度大。這就是集膚效應(yīng)產(chǎn)生的原因。

      考慮到交流電的集膚效應(yīng),為了有效地利用導(dǎo)線材料和便于散熱,較大電流的母線常做成槽形或菱形母線。另外,在高壓輸配電線路中,利用鋼芯鋁絞線代替鋁絞線,這樣既減小了導(dǎo)線的集膚效應(yīng)影響,增大了散熱面積,又增加了導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度。

      近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,研制出了銅包鋁、鋁包鋼等新型導(dǎo)體材料,這些導(dǎo)體都右效地利用了集膚效應(yīng)原理,具有很高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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