4. 19 电气参数综述
术语用于所有电气工程范围内。 电缆工程中的实际应用见本章 4. 2 节, 重要的公式有:
E = IR (4- 21)
O = It (4- 22)
E = LdI / dt (4- 23)
Q = CE (4- 24)
P = EI = I2 R (4- 25)
W = EIt (4- 26)
4. 19. 1
式中, E 是电动势 ( V); I 是电流 ( A); R 是电阻 ( Ω); Q 是总电量 ( C); L 是电感 ( H); C 是电容 ( F); P 是功率 ( W); W 是电能 ( J); t 是时间 ( s)。
电阻
电阻 R 是标量, 在给定电流的情况下电阻是电能转化为热能的速率。 热能值是由电流二次方乘以电阻值得到的。
在直流电路中:
I
R = E
(4- 27)
P = I2 R (4- 28)
4. 19. 2
式中, R 是电阻 ( Ω); E 是电动势 ( V); I 是电流 ( A); P 是功率 ( W)。
电导
电导 G 是回路中一部分电路两端给定电势差的条件下, 电能转化为热能的速
P = E2 G (4- 29)
式中, P 是功率 ( W); E 是相对地电压 ( kV); G 是电导 ( S)。
电导的单位是西门子 ( S), 电导是电阻的倒数。
G = R1
式中, G 是电导 ( S); R 是电阻 ( Ω)。
4. 19. 3 电 导 率
(4- 30)
某种材料的电导率是指单位长度材料相对截面积间的直流电导。 它是电阻率的倒数。
l
G = γα
(4- 31)
式中, G 是电导; α 是面积; l 是长度。
4. 19. 4 体积电阻率
材料的体积电阻率是电导率的倒数。 体积电阻率的单位是 ρ, 意思是材料单位长度单位截面积的电阻。
α
R = ρl
式中, R 是电阻; ρ 是体积电阻率; α 是面积; l 是长度。
4. 19. 5 电 感
(4- 32)
电感 L 是标量, 是在一个回路里或两个回路间由电流变化引起的电势差变化。 4. 19. 5. 1 自感
自感是指在一个回路内, 电流以指定速率变化, 电路内形成的电势差。
电感的单位是亨利 ( H), 1H 是指闭合回路中的电流以 1A / s 的速度变化时产生 1V 电势差。
dl
e1 = - L di1
式中, e1 和 i1 是同一回路的参数; L 是自感系数。 4. 19. 5. 2 互感
(4- 33)
Lm 是两个相邻电路之间由一个电路电流变化对另一个电路造成影响的性能。
4. 19. 6 多导体电缆电感
多导体与其他导体排列方式一致, 且符合下列公式:
GMR
L = 0. 1404log10 GMD × 10 - 3 (4- 34)
式中; GMD 是导体间几何意义上的距离 ( in); GMR 是导体几何意义上的半径 ( in)。
对单芯有金属屏蔽电缆而言, 电流流过导体时会在金属屏蔽上产生电动势。 如果屏蔽在某些点形成闭合回路, 就会产生电流。 其中互感符合下列公式:
m
Lm = 0. 1404log10 GrMD × 10 - 3 (4- 35)
式中, Lm 是每 1000ft 的中性线互感 ( H); rm 是屏蔽半径 ( in)。
4. 19. 8 同轴电缆电感
在同轴电缆中有三种电感需要考虑, 分别是气隙电感, 内层导体电感和外层导体电感。 大于 50kHz 时只需要考虑气隙电感, 且误差会在 0. 5% 以内, 外层导体呈管状排列的同轴电缆电感符合下述公式:
r1
Lf = 4. 6log10 r2 × 10 - 9 (4- 36)
式中, Lf 是每厘米长度电缆电感 ( H); r2 是外层导体内径 ( in); r1 是内层导体半径 ( in)。
如果外层导体是绞合或编成辫状的, 电感会稍高。