單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的原因及解決方案

1、單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的原因及解決方案 【摘要】 在架橋電纜建設(shè)敷設(shè)過程中，由于施工人員的不注意，未遵守電纜敷設(shè)方式的規(guī)定，從而造成了渦流的大量產(chǎn)生并引起供電事故；而一些技術(shù)人員也在檢測當(dāng)中也不夠仔細(xì)，忽視了這一系列問題，導(dǎo)致這一工程驗收時不合格，不符合國家規(guī)定的工程要求規(guī)范。電纜在錯誤的敷設(shè)后產(chǎn)生的渦流會使金屬導(dǎo)管發(fā)熱，并導(dǎo)致密閉的橋內(nèi)空間的溫度升高，極易使電纜被燒壞，又若不將這一問題解決更容易在日后供電使用當(dāng)中埋下安全隱患。而本次研究也主要是依據(jù)單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流效應(yīng)的相關(guān)原理具體分析了單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的原因、實例、影響，并針對這一問題提出了相關(guān)的解決方案。 【關(guān)鍵詞】單根電纜

2、敷； 渦流現(xiàn)象；原因分析；解決方案 引言 一般而言，單獨敷設(shè)單根電纜時，在電纜的周圍單根電纜會產(chǎn)生相應(yīng)的交變磁場，這種變化的磁場會與外護的鋼管發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電渦流 。在某些工程當(dāng)中，由于單根電纜被直接用鐵絲類的金屬固定在鋼管上，使得很大的渦流產(chǎn)生；有時由于橋架材質(zhì)的原因也會和電纜磁場相互作用產(chǎn)生渦流；敷設(shè)方式的錯誤導(dǎo)致渦流產(chǎn)生，到一定程度時會造成電纜被燒壞，橋架內(nèi)溫度升高甚至引起火災(zāi)。因此，隨著這一類問題的大量出現(xiàn)，找到行之有效的解決辦法成了當(dāng)務(wù)之急。這次研究的主題也圍繞著單根敷設(shè)深入展開。 一、單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的實例 例如在某電纜橋的建設(shè)當(dāng)中，有3根300mm單根電纜，因為三相不平衡，

3、其中的一根電纜和其他電纜電流相差150a，導(dǎo)致電渦流的形成，致使它們穿過的鍍鋅鋼制電纜橋發(fā)熱到40，于是為了解決這一問題，降低電纜橋的溫度，電纜橋的建造公司調(diào)整了三相使其保持在平衡狀態(tài)，從而制止了電渦流的進一步產(chǎn)生。但是在實際生活操作當(dāng)中想使三相電流保持完全平衡是很難做到的。而且造成這次事故問題的原因在于三相電纜很容易處于各相負(fù)荷不平衡的狀態(tài)，一旦有這樣的狀態(tài)出現(xiàn)，渦流也就不斷產(chǎn)生。 在敷設(shè)方式上尤其要注意在三相電纜敷設(shè)時需保持電纜相互間距離基本相等，這有利于保持三相電流的均衡，減少渦流。例如某次橋架電纜敷設(shè)，施工人員沒有按照電纜沿橋架敷設(shè)的規(guī)范方式而是隨意擺放了電纜的位置沒有注意電纜的間距，

4、導(dǎo)致在供電使用時渦流產(chǎn)生，致使封閉的橋架內(nèi)的溫度持續(xù)升高。后又經(jīng)工作人員的檢測重新按照品字形的敷設(shè)方式敷設(shè)電纜，讓三相電纜間的距離基本相等，使電纜的綜合磁場相互抵消，渦流也逐漸減少，穩(wěn)定了橋架內(nèi)的溫度。 二、單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的原因 單根電纜敷設(shè)時產(chǎn)生渦流的原因是由于在敷設(shè)時會有交變電流流過電纜，使得交變磁場在電纜周圍形成并以導(dǎo)線為圓心，以圓形狀垂直于導(dǎo)線分布。當(dāng)電纜在穿過金屬環(huán)狀物例如鋼、鐵類時，會使得分布在金屬環(huán)狀物周圍的磁場會發(fā)生變化，這是因為這類金屬的磁導(dǎo)率要比空氣大得多；而在環(huán)狀物內(nèi)部所形成的閉合回路的磁通密度比四周的空氣的密度大，導(dǎo)致金屬周圍的交變磁場會形成渦流。如果金屬環(huán)狀

5、物的導(dǎo)磁率非常強，那么所產(chǎn)生的渦流也會相應(yīng)的增強并大量出現(xiàn)，熱量也會隨之不斷增加。而一般會產(chǎn)生渦流的原因都是由于所用的電纜所采用的護套的材質(zhì)不對，若采用的材質(zhì)都為導(dǎo)磁材質(zhì)，例如鋼、鐵等，則會使得兩根電纜所產(chǎn)生的磁力線在護套內(nèi)部構(gòu)成回路，最終導(dǎo)致渦流大量出現(xiàn)，但如果采用鋁、銅等不導(dǎo)磁材質(zhì)的金屬來做護套，則在敷設(shè)單根電纜時不會產(chǎn)生渦流。還有在橋架敷設(shè)電纜時，由于橋架大都是鐵類的導(dǎo)磁的金屬，也就構(gòu)成了電纜產(chǎn)生的磁場的一部分，進而也導(dǎo)致渦流產(chǎn)生。 三、單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的分析 根據(jù)楞次定律 ，在渦流中所產(chǎn)生的磁場 會阻礙原有的磁場的運動 變化，所以在導(dǎo)管的外側(cè)，渦流所運動的方向和電纜內(nèi)形成的流動

6、方向是相反的 ；在導(dǎo)管的 外側(cè)，運動多的方向是相同的。渦流的大小主要是由金屬內(nèi)部磁通的變化率決定的，而其變化率的大小也由其磁通的大小決定，輸電的線路在運動過程中所產(chǎn)生的磁場始終都以工頻而呈現(xiàn)五弦的規(guī)律變化。而單根電纜通常都是三相或是單相的，只有當(dāng)三相電流里的 每一個項都在平衡的狀態(tài)時它才會產(chǎn)生矢量和為零的磁場，并且應(yīng)為在這一情況下它的總的電流矢量和為零，換句話說當(dāng)三相交流電處于平衡狀態(tài)時，三相電纜穿過鋼管敷設(shè)通過，就不會在磁場上產(chǎn)生有變化的磁場，同樣電渦流也不會產(chǎn)生。針對單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流這一現(xiàn)象的原因，我們可以答案大致了解要解決問題所需要探討的方向。 而單根電纜實質(zhì)上不會產(chǎn)生渦流效應(yīng)，在橋

7、架上單獨敷設(shè)單根電纜時，由于橋架大都是鐵質(zhì)類的金屬材料，從而就購車成了單根電纜所產(chǎn)生的磁場的其中一部分，使得橋架上會產(chǎn)生電渦流 ；但如果我們在架橋兩端設(shè)置有鐵條進行連接，基于此磁路便會順著架橋形成一個閉合著的回路，致使在磁路中的磁力阻力也隨之減小，產(chǎn)生很大的渦流。直流型的單根電纜被單獨穿于一根鋼導(dǎo)管中，直流電也會在電纜的周圍產(chǎn)生一定的磁場。但是這一類磁場不會最終導(dǎo)致電渦流的產(chǎn)生。 導(dǎo)磁制金屬內(nèi)產(chǎn)生很大的渦流通常是由于在敷設(shè)單根電纜時在其周圍沒有能和電纜的磁場互相進行消除的磁場，所以當(dāng)把單根電纜放在鐵質(zhì)的架橋內(nèi)時，金屬就會產(chǎn)生渦流。并且隨著渦流的大量出現(xiàn)不僅會使得電能不斷消耗，還會使金屬的溫度不

8、斷升高進而會燒壞電纜引發(fā)火災(zāi)。這不僅是對經(jīng)濟的浪費，也是對人力物力的浪費。顯而易見單根電纜敷設(shè)所產(chǎn)生的渦流帶來的影響是有極大地弊端危害的。但是這一影響我們卻又不能很好地避免。所以找到正確的解決辦法極為重要。 四、單根電纜敷設(shè)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象的解決辦法 （1）出現(xiàn)三相或單相的交流單根電纜時，不得使其同時穿過同一根鋼導(dǎo)管，而且不能使用金屬鎧裝的單根電纜，也不能將其敷設(shè)在密閉式的金屬橋內(nèi)，這能有效防止電渦流的產(chǎn)生。在敷設(shè)三相電纜的過程中也要盡量使其保持在平衡狀態(tài)，這樣能有效降低因不平衡產(chǎn)生電渦流使得電纜升溫，燒壞電纜。 （2）單根的電纜在敷設(shè)時可以采用品字形的方式進行敷設(shè)，同時利用的夾具也可避免用鐵質(zhì)的

9、導(dǎo)磁性的夾具，可以利用非導(dǎo)磁性材料制成的夾具，在將單根電纜固定時，盡量不要用鐵類的金屬或者可以導(dǎo)磁的物質(zhì)，可以采用塑料類的或者不導(dǎo)磁的物質(zhì)來進行捆綁，也可使用非導(dǎo)磁類的管具在電纜穿管時使用，這樣就不會產(chǎn)生渦流效應(yīng)，完美的避免了這一問題。 （3）在相關(guān)的工程建設(shè)當(dāng)中，施工人員應(yīng)該按照相應(yīng)的操作規(guī)范來進行電纜的安裝，不能夠圖簡單就用導(dǎo)磁類的金屬物質(zhì)進行對電纜的安裝捆綁，同時要加強相關(guān)巡視檢查的工作人員，并提高工作人員檢查排除錯誤的能力，一旦發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)及時整改能夠有效預(yù)防問題擴大化，這樣既能夠保證工程的正常運行，減少因部分差錯而停工休整的時間，又提高了工程的完成效率，防止了在工程驗收過程時不合格。 結(jié)束語敷設(shè)單根電纜時，有時因為實施措施的不合理，檢測力度不夠?qū)е略诠╇娺^程中產(chǎn)生了渦流效應(yīng)并導(dǎo)致電纜被燒壞，最終浪費了財力物力，導(dǎo)致這一現(xiàn)象越來越得到重視，在電纜的固定時不要使用導(dǎo)磁類的金屬制品；技術(shù)人員在檢測時也要加大力度不要因錯過小細(xì)節(jié)而造成大損失 ；政府也要加大制度的制定，盡量將