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电缆电容的计算


<电气开关)(2010.No.1)

文章编号:1004—289X(2010)01—0080.一02

电缆电容的计算
杨贵河 (双鸭山矿业集团,黑龙江双鸭山155100)
摘要:电容量是交流系统供电中整定计算的重要参数之一,介绍了一般情况下电缆电容的计算方法。 关键词:电容量;绝缘层外径;真空介电常数;相对介质常数

r />中图分类号:TMl3 文献标识码:B

Calculation of Cable Capacitance
YANG Gui—he

(Shuangyashan
Abstract:Capacitance is
one

Mine Group,Shuangyashan 155 100,China)

of important parameters of setting calculation in AC power supply system.This paper in-

打oduces the calculation of cable capacitance.

Key words:capacitance;insulation outside radius;vacuum dielectric constant;relative dielectric

constant



一点的电场均沿半径方向分布。在绝缘中距电缆中心

引言
在供电系统中,保护措施是至关重要的。特别是

茹处取一单位长度的圆柱体。据高斯定理,穿出均匀 介质中任意闭合面的电场强度矢量的通量,恒等于闭 合面内所包围的电荷的代数和与介质的介电常数8之 比,而与闭合面的形状、大小、电荷分布无关。 因对称关系,各处的电场都是沿着与导线相垂直 的方向(忽略电场的切向分量),这样圆柱体侧面上的 电场方向处处都与侧面积的外法线方向一致,在数值 上相等。而圆柱的上下底面上的电场方向则与外法线

在煤矿生产中,随着大功率设备投入,入井电压不断升 高,要求供电设备必须有过流、过载断相保护及漏电保 护等功能。 而采用6kV供电的井下电缆系统中,各种保护功 能必须灵敏可靠,否则容易造成供电事故,危及人身安 全,这里的漏电保护非常重要。以矿用隔爆、BGP型 高压开关为例,需要对供电设备进行漏电整定。但整 定大,漏电不动作;整定小,太灵敏影响正常生产。所 以一般情况根据电缆长度、截面和电压等级及电缆电 容量来计算和整定漏电电流,而电缆电容量是非常难

方向垂直。因此,在积分过程中,只计算圆柱侧面积上
的电场通量即可。所以:

(5Eds:旦即E fdS:旦
JI



jl

8l

确定的数值,现介绍一个简单实用的计算方法。

E×2,rrx×1=旦,故E=_L
Si 二1l互8i

(1)

2电缆电容计算
电缆本身便是一个标准的圆柱形电容器。导电线
芯和接地的金属屏蔽层(或金属护套)构成了电容器

式中:g——线芯所带电荷; 占;——介质的介电常数;

卜场强。
电压计算

2.2

的两个极。电容电流将会限制电缆的传输容量和长
度。通过电容的测量,也可检查电缆的质量和工艺。 所以电容亦是电缆较重要的电气参数。 2.1电磁通量计算 单芯电缆电容的计算可忽略边缘效应。介质中任

相电压:

Ⅱ=归=e去=彘In D堡o
式中:Di——绝缘层外径; D。——导电线芯外径(含内半导电层)。

(2)

万   方数据

<电气开关>(2010.No.1)

8l

所以单位长度电缆的电容:

表1

常用绝缘材料介电常数

∞}磋2"fibi 2蔫In

(3)
D__L

式中:8。——真空介电常数,8。=8.86×10‘12F/m 8——绝缘材料的相对介质常数 为方便计算,可写成

c:挚×10。12F/m 式中:卜几何因数。
2.3电容计算 层(或金属护套)的电容:

(4)

对于多芯圆形芯电缆,三芯联在一起对金属屏蔽
收稿日期:2009—12—05 作者简介:杨责河11965一l。男.长期从事机电工作。中级职称.现从事双矿集团

c:马孕×10埘F/m
容:

(5)

电缆维修工作。

对于扇形芯电缆,三芯联在一起对金属屏蔽的电

c=訾x
3 2 2 2 2 2 l l l l O 8 6 4 2 O 8 6 4 2 0 8 6 4 2

(上接第79页)
10-12F/m

(6)

线是否带电;温湿度控制回路通过温湿度传感器输入 来实现温湿度控制。并带有Modbus通讯输出,供用 户远程监测和控制。一改以往每个开关柜需配备不同 厂家的多种产品,既减少了工程量节约了成本,又提高 了系统的可靠性。投入使用的开关柜智能测控装置以 其良好的稳定性和可靠性能保证了对开关柜内一次设 备的保护,并且保证了对于电压、电流、功率等参数的 准确测量和对电能的准确计量,同时方便了用户对开 关柜的实时监控。

G及,值均可从图I的相应曲线查得。


2.


2.

喜z. 嚣-.
臣1.

◎⑩ 画殇


爹 疆

簧?.

6结语
开关柜智能测控装置针对电力开关柜的控制要求 设计,适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开 关柜。该产品已经系列化,集操作、显示于一体,满足 多种客户的需求,具有功能齐全、运行可靠、抗干扰性 能优越等特点,应用前景十分广阔。
参考文献 【1】任致程,周中.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].北京:中
国电力出版社,2007.


。.


0.

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l 0 O O O




图1 G、F数值图

[2】王威.嵌入式饭控制器S08AW原理与实践[M】.北京:北京航空 航天大学出版社.2009. [3】ADE7758数据手册[EB/OL].Analog [4】
压电器.2009.
Devices,2006.

常用绝缘材料(相对)介电常数占和够如表1所
/-Fo

孙兴丽,刘曙光.一种开关拒智能操控装置的设计与实现[J】.高



结论
以上是电缆电容计算的一个实际有效的方法,对

羹姜昙霁:筹-=:j.男.助理工程师.研究方向为电力电子与应用。
张晓忠(1983一I.男.助理工程师。现从事仪表类产品的研发工作。

于煤矿供电技术人员漏电整定有实际意义。

万   方数据


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