电流在导线截面分布是均匀的.doc

电流在导线截面分布是均匀的，导线通过交流电流时，电流在导线截面的分布是不均匀的，中心处电流密度小，而靠近表面电流密度大，这种交流电流通过导线时趋于表面的现象叫趋表效应，也叫集肤效应。管道集肤效应电伴热（加热）技术电子在导体内总是沿着阻力最小的路线流动。在导体表面及近表层的结构元与导体表面基本平行，电子在其间换位流动阻力较小。而在导体内部结构元呈上下、左右、前后空间排列，电子在其间定向流动要受到五个方向的阻力，（而在表面只有三个方向的阻力）可见电子在导体表层附近运行的阻力要比在内部小得多，这样就导致了电流的集肤效应。 其二，当电子在导线内移动时，在其运动的垂直方向伴生着磁场，（右手定则）其它电子在磁场的作用下向逐步向周边发散移动，于是移向了导线的表层附近，形成了电流的集肤效应。其三，当然还有温度的影响：在导体内部，电阻产生的热不易散发，温度较高，价和电子运转的速率高，线路不是很扁平，这样就导致了电子通路相对窄小，电阻就高。在导体的表面，散热快、温度低，价和电子运转的速率低，线路扁平，这样就导致了电子通路相对宽大，而故导体表面电阻小，外来电子运行较快，这也是电流集肤的原因之一。 尖端放电 当导体的某部分做得很细很尖时，尖端部分的表面积相对较大，换位移动到此的电子密度相对较大，在尖端部分甚至有些拥挤，有部分电子在拥挤中从尖端溢出，于是就导致了尖端放电现象。集肤效应什么是集肤效应 集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流通，这种现象称为集肤效应。为了有效地利用导体材料和使之散热，大电流母线常做成槽形或菱形，另外，在高压输配电线路中，利用钢芯绞线代替铝绞线，这样既节省了铝导体，又增加了导线的机械强度。 集肤效应概述 集肤效应伴热英文应该是“SKIN ELECTRIC CORRENT TRACING”，SECT集肤效应伴热技术长期以来因其研究涉及的工程规模较大，在我国80年代开始应用，推广应用速度较慢。本公司依靠长期的电伴热技术储备和实践，现以成熟的产品设计，完善的系统安装，为用户提供安全可靠的伴热装置。每个集肤效应伴热装置由公司设计，制造，安装。管道集肤效应电伴热（加热）技术是最近几年来出现的一种新的金属管道加热方法，是大型石油化工等企业热输管道加热保温的新技术、新工艺，国外简称SECT法。此种加热技术具有效率高，适应所有长、中、短距离金属输液管道的伴热和加热，而且具有安全可靠，使用寿命长，安装维修方便等优点，因此广泛用于各种不同性质的液态物质的管道伴热。集肤效应原理基于交流电的“集肤效应”和“邻近效应”，由于钢管有极强的磁性，即使在工频电压下也会产生显著的集肤效应。所谓集肤效应，就是当交流电通过碳钢导体的电流逐渐趋肤在导体表面的一种现象，而邻近效应是一对通以反向等电流电体间的一种电磁现象，在加热管中的电缆和热管间通过电流时，加热管上电流逐渐趋肤在加热管内壁，而正是这薄薄的内壁产生的焦耳热来满足伴热的需要。 集肤效应电伴热系统产生焦耳热主要来自于三部分： 一、加热管上通电流时，加热管上发出的热。此热量是集肤电伴热系统的主要热量来源。 二、加热管内部电缆产生的热。 三、加热管内磁滞损耗产生部分热。 集肤效应特点 1、适应性强、应用范围广 适应所有长、中、短距离金属输液管道的伴热和加热，适用于管道的不同敷设方式和任何场所，如：地下直埋、水下、地面架空；适用野外或矿场、工厂、易燃易爆场所。 2、安全可靠、安装维修方便 伴热管采用钢管，强度大、密封严，有较好的保护作用。伴热电缆采用耐高温的氟塑料电缆，伴热管由于集肤效应自身形成绝缘结构，使输液管和伴热管外表面不带电，输液管每千米左右做一安全接地，接地电阻不大于4，保证输液管始终是零电位，做到安全可靠。与其它电伴热方式比较，集肤效应热方式维护检查方便，其正常运行时几乎没有维护保养工作量。一旦出现故障，也可以很方便地找出故障点。只要将故障点两端的接、拉线盒打开，将损坏电缆拉出来，换一条即可。而当电热带伴热时，如有一点发生问题，整条伴热线全部拆除且要破坏保温层才能修复。MI电缆也有同样的问题。 3、节约能源，加热效率高 工频集肤效应伴热属于等温加热法，加热效率高。例如输油管道采用工频集肤效应伴热耗能23lkg/km标煤。采用热循环或蒸汽伴热耗能为1813kg/km标煤。集肤效应伴热是均匀加热，不会出现局部过热现象，随着管输距离的加长提高加热电压即可。 4、可以实现自动化控制 控制、保护屏均可安装在仪表室（值班室）内。内设短路、过流等常规保护，并可通过温度传感器实现温度的准确调节。实现自动化控制，做到无人值守，满足企业现代化发展的要求。 5、可以实现提前预制 输液管与伴热管焊在一起，外面加上保温层和保护壳，可在预制厂内预制加工，既方便施工，又容易保证工程质量。纯电容交流电路中，电压与电流有效值的比值称做容抗，用符号XC表示。即：XC=U/I=1/2fC。 在同样的电压作用下，容抗XC越大，则电流越小，说明容抗对电流有限制作用。容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。因频率越高，电压变化越快，电容器极板上的电荷变化速度越大，所以电流就越大；而电容越大，极板上储存的电荷就越多，当电压变化时，电路中移动的电荷就越多，故电流越大。泄漏电流的计算；及全电压下读取相应的泄漏电流值（应在每次升压后约1min时读取泄漏电流值）。并在耐压试验终了时，读取耐压后的泄漏电流。将所得泄漏电流值减去同电压时的空载电流，即为本身的泄漏电流。试验时应随时监视泄漏电流的变化情况，当泄漏值过大时应找原因（如系表面泄漏的影响，应将电缆套管表面擦净，必要时应作屏蔽），尽力排除外界因素对泄漏电流的影响。来自: 安全管理网（） 详细出处：/Tech/Particular/200805/14055_3.shtml吸收比是判断电缆绝缘好坏的一个主要因素，吸收比越大（在加压后15s和60s的绝缘电阻数值之比Rsub60/sub/Rsub15/sub），电缆绝缘越好。如果电缆没有吸收现象，则说明电缆绝缘受潮不合格。如果在试验中发现某一相的泄漏电流特别大时，则应首先分析泄漏电流大的原因，消除外界因素的影响。当确实证明是电缆内部绝缘不好而泄漏电流过大时，可将耐压时间延长至10min，若泄漏电流无上升现象，则应根据泄漏值过大的情况。1.涡流是怎样产生的？有何利弊？ 答：置于变化磁场中的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心呈涡旋形态，故称涡流。 在电机中和变压器中，由于涡流存在，将使铁芯产生热损耗，同时，使磁场减弱，造成电气设备效率降低，容量不能充分利用，所以，多数交流电气设备的铁芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅钢片迭成，涡流在硅钢片间不能穿过，从而减少涡流的损耗。 涡流的热效应也有有利一面，如可以利用它制成感应炉冶炼金属，可制成磁电式、感应式电工仪表，还有电度表中的阻尼器，也是利用磁场对涡流的力效应制成的。 2.什么是趋表效应？趋表效应可否利用？ 答：当直流电流通过导线时，电流在导线截面分布是均匀的，导线通过交流电流时，电流在导线截面的分布是不均匀的，中心处电流密度小，而靠近表面电流密度大，这种交流电流通过导线时趋于表面的现象叫趋表效应，也叫集肤效应。 考虑到交流电的趋表效应，为了有效地节约有色金属和便于散热，发电厂的大电流母线常用空心的槽形或菱形截面母线。高压输配电线路中，利用钢芯铝线代替铝绞线，这样既节约了铝导线，又增加了导线的机械强度。 趋表效应可以利用，如对金属进行表面淬火，对待处理的金属放在空心导线绕成的线圈中，线圈中通过高频电流，金属中就产生趋于表面的涡流，使金属表面温度急剧升高，达到表面淬火的目的。 3.什么是正弦交流电？为什么普遍采用正弦交流电？ 答：正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大小都随着时间按正弦函数规律变化，这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。 交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，通过升高电压可以减少线路损耗。而当使用时又可以通过降压变压器把高压变为低压，这既有利安全，又能降低对设备的绝缘要求。此外，交流电动机与直流电动机比较，则具有构造简单，造价低廉，维护简便等优点。在有些地方需要使用直流电，交流电又可通过整流设备将交流电变换为直流电，所以交流电目前获得了广泛地应用。 4.什么是交流电的周期、频率和角频率？ 答：交流电在变化过程中，它的瞬时值经过一次循环又变化到原来瞬时值所需要的时间，即交流电变化一个循环所需的时间，称为交流电的周期。 周期用符号T表示，单位为秒。周期越长交流电变化越慢，周期愈短，表明愈快。 交流电每秒种周期性变化的次数叫频率。用字母F表示，它的单位是周/秒，或者赫兹，用符号Hz表示。它的单位有赫兹，千赫、兆赫。 角频率与频率的区别在于它不用每秒钟变化的周数来表示交流电变化的快慢，而是用每秒种所变化的电气角度来表示。交流电变化一周其电角变化为360，360等于2弧度，所以角频率与同期及频率的关系为： 5.什么是交流电的相位，初相角和相位差？ 答：交流电动势的波形是按正弦曲线变化的，其数学表达式为：e=EmSint。 上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上，而是与中性面相差一个角，那么在t=0时，线圈中产生的感应电势为E=Emsin。 若转子以角度旋转，经过时间t后，转过t角度，此时线圈与中性面的夹角为：（t+） 上式为正弦电势的一般表达式，也称作瞬时值表达式。式中： T+-相位角，即相位； -初相角，即初相。