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电缆中的集肤效应是如何产生的?

时间:2014-03-21      阅读:9125

      电缆线路中,当交流电通过导线时,导线截面上各处电流分布并不均匀,中心处电流密度小,而靠近表面的电流密度大,这种电流分布不均匀的现象称为集肤(趋肤)效应。

      产生集肤效应的原因是:当电流通过电缆导线时,导线周围磁力线的分布呈同心圆状,不仅导线外部有磁场存在,而且导线内部也有磁场。我们可以把导线看成是由许多同心薄圆管组成,靠近导线表面的薄圆管只被外部磁通包围,而导线中心处的薄圆管不但被内部磁通包围,而且也被外部磁通所包围。交流电产生的磁场是变化的磁场,变化的磁场在导体中会产生自感电动势。由于在导线表面被包围的磁通小,所以自感电动势小,即感抗小。导线中心被包围的磁通大,所以感抗就大。由于上述原因,导致在同一电压作用下,导线中心处的电流密度小,而导线表面处的电流密度大。这就是集肤效应产生的原因。

      考虑到交流电的集肤效应,为了有效地利用导线材料和便于散热,较大电流的母线常做成槽形或菱形母线。另外,在高压输配电线路中,利用钢芯铝绞线代替铝绞线,这样既减小了导线的集肤效应影响,增大了散热面积,又增加了导线的机械强度。

      近年来,随着科学技术的发展,研制出了铜包铝、铝包钢等新型导体材料,这些导体都右效地利用了集肤效应原理,具有很高的社会效益和经济效益。

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