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4. 25 圆筒的切向应力

对于有密闭金属屏蔽的电缆系统, 如纸绝缘铅套 ( PILC) 电缆中, 可能存在内压或真空状态造成屏蔽膨胀或收缩。 当浸渍水压增加到超过屏蔽能够承受的切向应力大小就会出现这样的情况。 为了避免对系统低点或高点处 ( 一般是终端处)的屏蔽造成损坏, 有黏性浸渍的 PILC 电缆敷设落差一般会限制在 32ft。

大部分这样的电缆系统都不是全线密闭的。 这就会使同等高度的电缆和接头中的压力保持一致。 可由于电缆盒接头处的直径其实是不同的, 所以这种压力相同是很有趣的。 让我们假设一根电缆内屏蔽直径是 3in, 接头套管内径为 6in。 为了保持情况简单, 屏蔽厚度和套管厚度都要是 0. 1in。 当压力达到 10lbf / in2 , 屏蔽和套管中会有三倍压力, 或是铅套每两片 0. 1in2 面积压力上有 30lbf 压力———150lbf / in2 。接头部分的压力是六倍于 10lbf / in2 或者说 60lbf。 当压力达到 300lbf / in2 , 铅套就可能直径膨胀变大。 若两处厚度相同, 将铅套压进电缆的压力是 150lbf / in2 , 那么接头处的压力就会是 300lbf / in2 。 这证明其与金属护套的膨胀有关。 另外, 如果套管直径增加, 那么压力也会增加。

铅套 ( 包括电缆铅套和接头套) 的容许压力可以通过下述公式计算:

S = PD / 2t (4- 45)

式中, S 是工作压力 ( 切向应力) ( lbf / in2 ); D 是铅套或套管内径 ( in); P 是内部流体压力 ( lbf / in2 ); t 是铅套或套管厚度 ( in)。

S 的有效值是通过估计极限应力下的安全系数得到的。 对铅套和套管而言, 铜铅合金的 S 值通常为 125lbf / in2 ; 对砷铅合金而言, S 值通常为 175lbf / in2

实际应用中解决铅套在接头处膨胀的方法是选用强度更大的材料, 如砷铜合金和 ( 或) 增加接头处的套管厚度。

电力工程的功率因数绝缘材料的基本原理
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