文档介绍：电缆及附件的电场
一、电气名词
1、电流:单位时间内通过某一横断面的电荷量。
表示符号: I 单位:安培或库仑/秒
2、电量:电荷的量值。
表示符号: Q ,q q=It 单位:库仑
3、电场强度:恒量电场大小的一个量。
表示符号:E E= 单位:伏特/米、牛/库
4、电势:为描述电场中电势能引用的一个概念。(普物P42)
电场中某一点的电势在量值上等于单位正电荷放在该点处时的电势能。
表示符号:U 单位:焦耳/库、伏特
5、电压(电势差):两点之间的电势差。
表示符号:V 单位:伏特
6、电功率:单位时间内传输的电能。有功、无功
表示符号:P P=IU 单位:w 、kw
7、电阻:电路数学分析时用来描述消耗电能的器件或它的部分特性。
如:电炉电阻丝…………线路导体阻性………
表示符号:R 单位:欧姆(Ω) 压敏
可分为线性电阻和非线性电阻流敏
电阻丝保护器控制电路上多用光敏
电流电压关系:U=Ri 热敏
8、电容:电路数学分析时用来表示具有电场贮能的电气元件。
表示符号:C 单位:法拉(F) μF、PF
也有线性与非线性之分。
电流电压关系: i(t)=C
电流超前于电压90º 是一个贮能元件
9、电感:用来表示具有磁场贮能的电气元件。
表示符号:L 单位:亨利(H)
电流电压关系:V(t)=L
电压超前于电流90º 是一个贮能元件
10、工频:电器设备的工作频率,电网电源的频率。
我国50HZ 每秒50周波
电以波形式传播(说明)
二、电场的基本概念
1、人们生活中的电现象
a、衣服上的发光、响声………
b、自然界的闪电、雷声………
其实这些现象实质上是带有两种不同电荷的物体之间的放电现象
2、物体带电的原因
物体自身结构原子构成
正常情况电中性
外力作用外围
电子外逃电子负电
正电
物体所带的电有两种,且只有两种:正电荷、负电荷
3、库仑定律
在真空中,两个点电荷之间的相互作用力的方向沿着两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸,作用力的大小与两电荷电量q1和q2的乘积成正比,与两电荷之间的距离的平方成反比。
F12 = F21 = K q1q2 γ122
K是一个恒量,单位是牛顿·米2/库仑2
4、介电常数
后来人们的进步研究时发现,如果引入一个新的恒量εο
1
令 K = 对电场研究和计算更方便,因此就引入了介电
4πεο
常数这个概念
εο定义为真空中的介电常数,单位库仑2/牛顿·米2
相对介电常数εr = ο
5、电场和电场强度
电荷与电荷相互作用力
超距作用
场的概念电荷场电荷
引入了电场的概念,那么要描述电场中一点的客观性能,就要有新的物理量,于是就引入前面………电场强度
E =F/qo
电场强度在量值和方向上等于一个单位正电荷在该点所受的力。
6、电场的图示法(普物P25)
电力线
不形成闭合回线,也不中断,而是起于正电荷,止于负电荷。
两种性质{
两条电力线不会相交
等势面
电势相等的各点所构成的曲面叫等势面。
等势面密电场强,相反等势面疏电场弱。
三、物体中电场的特殊性
1、导体中的电场
导体中由于有自由电子电场作用下发生迁移
重新分布静电平衡
静电屏蔽, 法拉第笼
带电作业服
中间头
2、多层绝缘物体中的电场分布
ε1 E1=ε2 E 2
举例:绝缘中气泡
半导电粘贴不牢
四、电缆及附件中的电场分布
1、同轴电极的电场分布特点
2、电缆端头的电场分布
要搞清这两个问题,我们先来了解一下同轴形电极的电场分布特点,这里是一个同轴形电极电力线分布的轴线剖视图。这里讲到的电力线是个什么概念呢?大家知道电场是看不见,摸不着的;早期科学家为了形象的来描述电场用一组带箭头的线条来描述电场,线条的蔬密表示电场的大小,线条密电场就大,线条希蔬电场就小;箭头表示电场的方向。从图上可以看到在外电极端部电力线比较密集,因此这里的电场就比较大。
电缆就是一个典型的同轴电极,线芯与外屏蔽是同轴线的。而电缆线路由于要将电能从一个地方输送到另一个地方(发电厂到用户),因此,线芯需与其它电气设备连接,在电缆端头就必然存在上面所讲的边缘效应,即电场集中的现象。因此在电缆的端头和接续处要进行特殊处理,改善电缆屏蔽切断处的电场分布。下面是电缆端头的电场分布示意图。
电缆端头有应力锥时的电场分布
电缆端头无应力锥时电场分布
3、电应力处理方法
①几荷法②参数法
4、终端及接头中的电场分布示例