电线电缆的基本电气特性
电线电缆的主要电气特性包括在恒压下测量的特性,即:
-
载流导线的欧姆电阻,
-
绝缘电阻,
-
容量。
欧姆电阻
电线电缆导电导体的欧姆电阻以欧姆表示,通常是指电线或电缆的长度单位(米或千米)。欧姆电阻,是指长度和截面积的单位,称为电阻,用欧姆·厘米表示。
在电线电缆技术条件中,电阻以欧姆表示,是指单位长度为1米,导线截面为1平方毫米。
电线电缆铜导体的电阻值是根据产品中铜的电阻值来计算的。对于直径最大为 0.99 毫米的未回火线(MT 类)— 0.0182,直径超过 1 毫米的线— 0.018 — 0.0179,对于所有直径的加热线(MM 类)— 0.01754 ohms mm2/m。
所有品牌和直径的铝线在 20°C 时的特定欧姆电阻不得超过 0.0295 ohm·mm2/ m。
绝缘电阻
绝缘电阻是电线电缆最常见的特性之一。 电缆技术发展初期 绝缘电阻被认为是电缆产品断裂强度和可靠性方面的决定性特征。
当时,绝缘材料被认为是非常差的导体,显然从这个角度来看,人们认为绝缘体的电阻越大,材料与导体的差异就越大,因此,它对导体的绝缘效果就越好.
在许多情况下,电线和电缆的绝缘电阻标准仍然是基本标准,例如连接到测量仪器或低泄漏电流电路的电线。显然,在这种情况下,需要与所有电线和通信电缆等一样要求高绝缘电阻。
对于传输较大电能的电力电缆,如果不降低电缆的电气强度和可靠性,作为能量损失的泄漏实际上是无关紧要的,因此绝缘电阻对浸渍纸绝缘电力电缆没有重要意义传输相对少量电能的其他类型的电缆和电线。
基于这些考虑,对于浸渍纸绝缘的电力电缆,通常只规定适用于1km长度的绝缘电阻的下限值,例如1kV和3kV的电缆不小于50兆欧;对于 6 — 35 kV 电缆,在 20 °C 时不超过 100 兆欧。
绝缘电阻不是一个恒定值——它不仅在很大程度上取决于材料的质量和工艺过程的完善程度,而且还取决于测试过程中的温度和施加电压的持续时间。
为了在测量绝缘电阻时获得更大的确定性,应特别注意被测对象的温度和电压持续时间(通电)。
在不均匀的电介质中,尤其是在其中存在水分的情况下,在施加于它们的恒定电压的影响下会出现残余电荷。
为避免获得不正确的结果,有必要在测量前对电缆进行长时间放电,方法是将电缆芯接地并连接到铅护套。
为了使测量结果达到恒定温度,例如 20°C,根据公式重新计算获得的值,其中的系数根据绝缘层的材料和电缆的施工。
绝缘电阻对电压施加持续时间的依赖性取决于在电介质上施加恒定电压时通过绝缘层的电流的变化。随着施加电压(通电)的持续时间增加,电流减小。
绝缘电阻在通信电缆中的作用最大,因为它决定了电缆上信号传输的质量,是主要特性之一。对于这种类型的基本电缆,绝缘电阻为 1000 至 5000 MΩ,并降至 100 MΩ。
容量
电容也是电缆和电线的主要特性之一,尤其是那些用于通信和信号传输的电缆和电线。
电容的大小由绝缘层材料的质量和电缆的几何尺寸决定。在寻求较低电容值的通信电缆中,电缆电容也由电缆中的空气体积(空气纸绝缘)决定。
电容测量目前用于控制电缆浸渍的完整性及其几何尺寸。在高压三线电缆中,电缆电容定义为部分电容的组合。
要计算电缆在施加高交流电压时的充电电流和短路电流,需要知道电缆的电容值。
电容测量在大多数情况下使用交流电压进行,只是为了简化和加快测量,使用直流电测量电容。
测量直流电容时,应牢记电缆的电容(由弹道检流计在用直流电压为电缆充电一段时间后的放电确定)将取决于电缆充电的持续时间。通常,在测量电线和电缆的电容时,电压供应的持续时间假定为0.5或1分钟。
交流电压下测量的电线电缆特性表
在交流电压下,测量电线电缆的以下特性:
-
介电损耗的角度或该角度的正切以及从电缆的标称工作电压到测量期间电压的 30% 范围内损耗角的增加;
-
介电损耗的角度对电压的依赖性(电离曲线);
-
介电损耗角对温度的依赖性(温度过程);
-
电气强度;
-
介电强度对电压施加持续时间的依赖性。
根据技术规范的要求,其中一些特性是在工厂生产的所有电缆卷筒上测量的(电流测试),其他特性仅在小样品上或根据一定速度从一批电缆卷筒中取出的长度(类型测试)。
目前高压电力电缆的测试包括:测量介电损耗角及其随电压的变化(电离曲线和损耗角的增加)。
型式试验包括温度特性和电缆断裂强度对电压施加持续时间的依赖性。电缆绝缘的冲击强度试验也逐渐普及。