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技術(shù)文章

電纜中的集膚效應(yīng)是如何產(chǎn)生的？

閱讀：9825發(fā)布時(shí)間：2014-3-21

      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)生自感電動勢。由于在導(dǎo)線表面被包圍的磁通小，所以自感電動勢小，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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