4. 10 电缆电容
电缆系统的特性使其导体对绝缘保持一定的电位, 称之为电容。 它的数值与绝缘介电常数、 导体外径和绝缘外径有关。 电缆具有一种分布式的电容。 电容特性在电缆应用中十分重要, 因为充电电流与其电容成比例关系, 也与系统电压和频率成比例。 充电电流还与线路长度成比例, 即允许充电电流会随电缆长度的增加而增大。
对于全屏蔽型单芯电缆或浸入水中使绝缘外表面全部接地的单芯电缆, 其电容
可以按下式计算:
C = 0. 0073D6ε
log10 d
(4- 7)
式中, C 为每 1000 英尺电缆的电容 ( μF) ; ε 为绝缘材料的介电常数。 ε、 k 和
SIC 都可以表示介电常数, 通常能互换。 常用材料的介电常数见表 4- 2; D 为绝缘外径 ( 绝缘屏蔽内径) ; d 为绝缘内径 ( 导体屏蔽外径) 。 注: D 和 d 的单位应相同。
对于低压单芯电缆, 导体外没有半导电层, 应利用修正系数, 弥补绞合导体表面不规整带来的电容变化, 见表 4- 3。 电容测试一般是在有绝缘屏蔽或者绝缘表面
有导电层的电缆上进行。
C = 0. 007D36㊀ε
log10 kd
(4- 8)
表 4- 2 常见绝缘材料的介电常数
名 称 范 围 典 型 值
丁 基 橡 胶 3. 0 ~ 4. 5 3. 5
乙 丙 橡 胶 ( EPR) 2. 5 ~ 3. 5 3. 0 或 3. 5
乙 烯 - 四 氟 乙 烯 共 聚 物 ( ETFE) 2. 5 2. 5
高 分 子 量 聚 乙 烯 ( HMWPE2) 1 ~ 2. 6 2. 2
氯 磺 化 聚 乙 烯 7 ~ 10 8
聚偏氟乙烯 ( PVDF) 6 ~ 12 10
云 母 6. 9 6. 9
氯 丁 橡 胶 9 ~ 10 9. 5
绝 缘 浸 渍 纸 3. 3 ~ 3. 7 3. 5
聚 酯 薄 膜 3. 3 ~ 3. 8 3. 5
聚氯乙烯 ( PVC) 3. 1 ~ 10 6. 0
㊀ 原书错为 d。 ———译者注
名 称 | 范 围 | 典 | 型 | 值 |
丁苯橡胶 | 2. 7 ~ 7 | 3. 5 | ||
硅橡胶 | 2. 9 ~ 6 | 4. 0 | ||
Teflon ( FEP, TFE) | 2. 1 | 2. 1 | ||
Tefzel ( EFTE) | 2. 6 | 2. 6 | ||
抗水树交联聚乙烯 ( TR- XLPE2) | 1 ~ 2. 6 | 2. 3 | ||
交联聚乙烯 ( XLPE2) | 1 ~ 2. 6 | 2. 3 | ||
交联聚乙烯, 含填充料 | 3. 5 ~ 6. 0 | 4. 5 | ||
漆布 | 4. 0 ~ 6. 0 | 5. 0 | ||
表 4- | 3 导体表面不规整的修正系数 | |||
单 线 根 数 | 系数 k | |||
1 ( 实心) | 1. 0 | |||
7 | 0. 94 | |||
19 | 0. 97 | |||
37 | 0. 98 | |||
61 和 91 | 0. 985 | |||
4. 11 容 抗 |
( 续)
电缆的容抗与其电容和运行频率成反比。
X =C
1 2πfC
式中, XC 为每英尺的容抗 ( Ω); f 为频率 ( Hz); C 为每英尺的电容 ( pF)。