Емкость кабеля

---

Если к двум проводникам приложить напряжение, то на них появятся равные по количеству, но разные по знаку заряды. Величина этих зарядов пропорциональна напряжению между проводниками:

Отношение заряда, внесенного на проводник, к потенциалу, до которого зарядился проводник, под действием этого заряда, называется электрической емкостью:

Практическая единица емкости — фарада — очень большая величина, и поэтому обычно емкость измеряют в микрофарадах (10- ⁶ ф), нанофарадах (10- ⁹ ф) и пикофарадах (10- ¹² ф) или в абсолютной системе единиц — в сантиметрах

Емкость цилиндрического конденсатора (каким является электрический кабель в металлической оболочке) с радиусами электродов (внутреннего г и внешнего R) и длиной l

т. е. емкость конденсатора данных геометрических размеров и формы прямо пропорциональна ε диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость ε нейтральных изоляционных материалов не зависит от частоты и слабо зависит от температуры, уменьшаясь при уменьшении последней вследствие теплового расширения вещества. У дипольных изоляционных материалов при повышении частоты переменного напряжения величина ε сначала также остается неизменной, но начиная с некоторой критической частоты, когда поляризация уже не успевает полностью установиться за один полупериод, ε начинает уменьшаться, приближаясь при весьма высоких частотах к значениям, характерным для нейтральных изоляционных материалов. В области низких температур, когда вещество обладает большой вязкостью, ориентация дипольных молекул вдоль поля затруднена; при повышении температуры и уменьшении вязкости возможность ориентации диполей облегчается, вследствие чего ε возрастает. При сравнительно высоких температурах вследствие усиления тепловых колебаний молекул степень ориентации молекул снижается, что приводит к уменьшению ε.

Поле заряженного провода (жилы) вызывает перераспределение зарядов на всех соседних с ним проводах. Потенциал заряженного провода обусловлен зарядом этого провода и зарядами, индуцированных им на других проводах. Определение емкости провода в зависимости от формы и расположения смежных с ним проводов связано со значительными математическими трудностями. Поэтому обычно пользуются для расчетов приближенными формулами.

Эквивалентное значение диэлектрической проницаемости сложной (комбинированной) изоляции определяют по соотношению объемов составных ее частей. При непрерывной и одинаковой по длине изоляции соотношение объемов можно заменить соотношением площадей поперечного сечения. Для комбинированной двухслойной изоляции

Для двухслойной изоляции, комбинированной в радиальном направлении, эквивалентные значения

 

радиочастотные кабели (рис. 1-2),

Емкость радиочастотного коаксиального кабеля с многопроволочным внутренним проводником

где — коэффициент, учитывающий форму внешнего проводника и представляющий собой отношение емкости кабеля при внешнем проводнике в форме оплетки к емкости кабеля с внешним проводником в форме сплошной трубы; d

э — эквивалентный диаметр, мм.

Емкость жилы двухжильного кабеля в общей металлической оболочке или экране

Если обе жилы находятся под одним и.тем же потенциалом, то

Емкость двухжильного кабеля в общей металлической Оболочке или экране может быть определена из частичных емкостей (см. рис. 1-1) по формуле

где С ₁ — емкость между жилой А и жилой В, соединенным с экраном; С ₂ — емкость жил А и В, соединенных вместе по отношению к экрану; l — длина кабеля, м.

Емкость неэкранированного двухжильного (симметричного) кабеля

Рабочая емкость жилы трехжильного кабеля (рис. 1-1)

Емкость трехжильного кабеля с секторными жилами может быть приближенно определена по указанным формулам с заменой секторных жил круглыми, но с сечением, условно увеличенным на 50% при той же толщине, изоляции.

При включении или выключении постоянного напряжения или вообще при изменениях величины приложенного напряжения возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции, находящейся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости существует все время, пока к изоляции приложено напряжение постоянного тока.

Емкостное сопротивление — это сопротивление, которое оказывает переменному току конденсатор:

Произведение CR является постоянной времени саморазряда конденсатора; она равна времени, в течение которого напряжение на конденсаторе уменьшается в е = 2,718 … раз:

к содержанию

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАБЕЛЕЙ И ПРОВОДОВ

Емкость одножильного и отдельных экранированных жил много­жильного кабеля, включая радиочастотные кабели (рис. 2-6),

Емкость кабелей измеряют  и нормируют  в  микрофарадах

(10–6 ф), нанофарадах (10–9 ф) и пикофарадах (10–12 ф) на 1 км или 1 м.

Емкость радиочастотных коаксиальных кабелей с многопрово­лочным внутренним проводником

где k3=0,98/0,99—коэффициент, учитывающий форму внешнего про­водника и представляющий собой отношение емкости кабеля с внеш­ним (Проводником в форме оплетки к емкости кабеля с.внешним про­водником в форме сплошной трубы; dэ — эквивалентный диаметр, мм. Емкость одной жилы двухжильного кабеля в общей металличе­ской оболочке и одной жилы симметричного экранированного радиочастотного кабеля (обе жилы имеют равные по величине, но противоположные по знаку потенциалы)

Если же оба провода находятся под одним и тем же потенциалом

Емкость двухжильного кабеля в общих металлической оболочке или экране может быть определена из частичных емкостей (рис. 1-14) по формуле:

где С1 — емкость между жилами А и В, соединенными с оболочкой или экраном; С12 — емкость жил А и В, соединенных вместе против оболочки и экрана; l — длина кабеля, м.

Емкость неэкранированного двухжильного (симметричного) ка­беля

Рабочая емкость жилы трехжильного кабеля (рис. 2-6):

Емкость трехжильных кабелей с секторными жилами может быть приближенно определена по этим же формулам с заменой сек­торных жил круглыми, но с сечением, увеличенным на 50% при той же толщине изоляции.

Емкость трехжильного кабеля с поясной изоляцией в общей ме­таллической оболочке или в экране выражается через частичные емкости между жилами и каждой жилы относительно оболочки кабеля (рис. 2-6). Вследствие симметрии жил С10=С20=С30 и С12 = C23 = C13. Емкость каждой жилы относительно двух других жил, соединенных с оболочкой (или экраном):

Емкость двух жил, соединенных вместе, относительно третьей жилы, соединенной с оболочкой (или экраном):

Емкость всех трех соединенных вместе жил относительно обо­лочки (или экрана):

Рабочая емкость трехжильного кабеля при трехфазном токе

Частичные емкости: между двумя жилами

между жилой и оболочкой (или экраном)

Емкостное реактивное сопротивление кабеля

где С — емкость кабеля, ф/км.

Емкостная проводимость

Емкость групп кабелей связи в общем виде с учетом системы скрутки и величины укрутки жил:

ψ — поправочный коэффициент, характеризующий удаление жил от заземленной оболочки или экрана (табл. 2-4), при большом удалении, ψ =1. Численные значения поправочного коэффициента ψ в зависимости от отношения диаметров жилы по изоляции (d1) к диаметру жилы (d) приведены в табл. 2–5.

Таблица 2-4

Значения α и ψ для расчета рабочей емкости кабелей связи

Таблица 2-5

Численные значения коэффициента ψ для парной, четверочной и двойной парной скруток

Эквивалентное значение диэлектрической проницаемости слож­ной (комбинированной) изоляции определяют по соотношениям объемов составных ее частей. При непрерывной и одинаковой по длине изоляции соотношение объемов можно заменить соотноше­нием площадей поперечного сечения. Для комбинированной двух­слойной изоляции

Для изоляции комбинированной в радиальном направлении

Для изоляции комбинированной в тангенциальном направлении

Значения диэлектрической проницаемости основных электроизо­ляционных кабельных материалов и комбинированной изоляции при­ведены в табл. 2–6. Величина емкости кабеля мало изменяется в за­висимости от частоты (рис. 2-1).

Емкость кабеля что это

Емкость кабеля

Если к двум проводникам приложить напряжение, то на них появятся равные по количеству, но разные по знаку заряды. Величина этих зарядов пропорциональна напряжению между проводниками:

Отношение заряда, внесенного на проводник, к потенциалу, до которого зарядился проводник, под действием этого заряда, называется электрической емкостью:

Практическая единица емкости — фарада — очень большая величина, и поэтому обычно емкость измеряют в микрофарадах (10- 6 ф), нанофарадах (10- 9 ф) и пикофарадах (10- 12 ф) или в абсолютной системе единиц — в сантиметрах

Емкость цилиндрического конденсатора (каким является электрический кабель в металлической оболочке) с радиусами электродов (внутреннего г и внешнего R) и длиной l

т. е. емкость конденсатора данных геометрических размеров и формы прямо пропорциональна ε диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость ε нейтральных изоляционных материалов не зависит от частоты и слабо зависит от температуры, уменьшаясь при уменьшении последней вследствие теплового расширения вещества. У дипольных изоляционных материалов при повышении частоты переменного напряжения величина ε сначала также остается неизменной, но начиная с некоторой критической частоты, когда поляризация уже не успевает полностью установиться за один полупериод, ε начинает уменьшаться, приближаясь при весьма высоких частотах к значениям, характерным для нейтральных изоляционных материалов. В области низких температур, когда вещество обладает большой вязкостью, ориентация дипольных молекул вдоль поля затруднена; при повышении температуры и уменьшении вязкости возможность ориентации диполей облегчается, вследствие чего ε возрастает. При сравнительно высоких температурах вследствие усиления тепловых колебаний молекул степень ориентации молекул снижается, что приводит к уменьшению ε.

Поле заряженного провода (жилы) вызывает перераспределение зарядов на всех соседних с ним проводах. Потенциал заряженного провода обусловлен зарядом этого провода и зарядами, индуцированных им на других проводах. Определение емкости провода в зависимости от формы и расположения смежных с ним проводов связано со значительными математическими трудностями. Поэтому обычно пользуются для расчетов приближенными формулами.

Эквивалентное значение диэлектрической проницаемости сложной (комбинированной) изоляции определяют по соотношению объемов составных ее частей. При непрерывной и одинаковой по длине изоляции соотношение объемов можно заменить соотношением площадей поперечного сечения. Для комбинированной двухслойной изоляции

Для двухслойной изоляции, комбинированной в радиальном направлении, эквивалентные значения

 

радиочастотные кабели (рис. 1-2),

Емкость радиочастотного коаксиального кабеля с многопроволочным внутренним проводником

где — коэффициент, учитывающий форму внешнего проводника и представляющий собой отношение емкости кабеля при внешнем проводнике в форме оплетки к емкости кабеля с внешним проводником в форме сплошной трубы; d э — эквивалентный диаметр, мм.

Емкость жилы двухжильного кабеля в общей металлической оболочке или экране

Если обе жилы находятся под одним и.тем же потенциалом, то

Емкость двухжильного кабеля в общей металлической Оболочке или экране может быть определена из частичных емкостей (см. рис. 1-1) по формуле

где С 1 — емкость между жилой А и жилой В, соединенным с экраном; С 2 — емкость жил А и В, соединенных вместе по отношению к экрану; l — длина кабеля, м.

Емкость неэкранированного двухжильного (симметричного) кабеля

Рабочая емкость жилы трехжильного кабеля (рис. 1-1)

Емкость трехжильного кабеля с секторными жилами может быть приближенно определена по указанным формулам с заменой секторных жил круглыми, но с сечением, условно увеличенным на 50% при той же толщине, изоляции.

При включении или выключении постоянного напряжения или вообще при изменениях величины приложенного напряжения возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции, находящейся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости существует все время, пока к изоляции приложено напряжение постоянного тока.

Емкостное сопротивление — это сопротивление, которое оказывает переменному току конденсатор:

Произведение CR является постоянной времени саморазряда конденсатора; она равна времени, в течение которого напряжение на конденсаторе уменьшается в е = 2,718 … раз:

к содержанию

www.proelectro.ru

ёмкость кабеля — это… Что такое ёмкость кабеля?

• ёмкость кабеля — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN cable capacitance …   Справочник технического переводчика

• ёмкость кабеля — kabelio talpa statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. cable capacitance vok. Kabelkapazität, f rus. ёмкость кабеля, f pranc. capacité du câble, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

• Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция — (АДИКМ) (англ. Adaptive differential pulse code modulation, ADPCM)  разновидность дифференциальной импульсно кодовой модуляции, алгоритм которой подразумевает изменение шага квантования, что позволяет снизить требуемую полосу… …   Википедия

• Kabelkapazität — kabelio talpa statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. cable capacitance vok. Kabelkapazität, f rus. ёмкость кабеля, f pranc. capacité du câble, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

• cable capacitance — kabelio talpa statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. cable capacitance vok. Kabelkapazität, f rus. ёмкость кабеля, f pranc. capacité du câble, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

• capacité du câble — kabelio talpa statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. cable capacitance vok. Kabelkapazität, f rus. ёмкость кабеля, f pranc. capacité du câble, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

• kabelio talpa — statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. cable capacitance vok. Kabelkapazität, f rus. ёмкость кабеля, f pranc. capacité du câble, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

• Коаксиальный кабель — (от лат. co  совместно и axis  ось, то есть «соосный»), также известный как коаксиал (от англ. coaxial),  электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для… …   Википедия

• Коаксиал — Коаксиальный кабель в разрезе Телевизионный коаксиальный кабель. A внешняя пластиковая оболочка B медная оплётка C внутренний пластиковый изолятор D центральный проводник Коаксиальный кабель (от лат. co совместно и axis ось, то есть «соосный»)… …   Википедия

• Накопитель на гибких дисках — Не следует путать с НДМГ  компонентом ракетного топлива. Накопитель на гибких дисках (англ.  …   Википедия

• Кабель категории 5 — (Cat 5)  тип кабеля для передачи сигналов, состоящий из 4 х витых пар. Этот тип используется в структурированных кабельных системах для компьютерных сетей, таких как Ethernet. Он также используется для телефонии и передачи видео сигналов.… …   Википедия

normative_ru_en.academic.ru

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАБЕЛЕЙ И ПРОВОДОВ

Емкость одножильного и отдельных экранированных жил много­жильного кабеля, включая радиочастотные кабели (рис. 2-6),

Емкость кабелей измеряют  и нормируют  в  микрофарадах

(10–6 ф), нанофарадах (10–9 ф) и пикофарадах (10–12 ф) на 1 км или 1 м.

Емкость радиочастотных коаксиальных кабелей с многопрово­лочным внутренним проводником

где k3=0,98/0,99—коэффициент, учитывающий форму внешнего про­водника и представляющий собой отношение емкости кабеля с внеш­ним (Проводником в форме оплетки к емкости кабеля с.внешним про­водником в форме сплошной трубы; dэ — эквивалентный диаметр, мм. Емкость одной жилы двухжильного кабеля в общей металличе­ской оболочке и одной жилы симметричного экранированного радиочастотного кабеля (обе жилы имеют равные по величине, но противоположные по знаку потенциалы)

Если же оба провода находятся под одним и тем же потенциалом

Емкость двухжильного кабеля в общих металлической

Электрическая емкость кабеля | Силовые кабели

Страница 2 из 45

II. ТЕОРИЯ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ
§ 1. Электрическая емкость кабеля
а) Емкость одножильного кабеля. Одножильный кабель представляет собой в электрическом отношении цилиндрический конденсатор, схема которого изображена на фиг. 2. Пусть Q будет заряд внутреннего цилиндра этого конденсатора. Тогда количество электричества, приходящееся на единицу поверхности внутреннего цилиндра, будет
где е — диэлектрическая постоянная изоляции кабеля.
По известной формуле электростатики число силовых линий электрического поля, исходящих из единицы площади поверхности внутреннего цилиндра, иначе — напряженность поля £г, выразится

Фиг. 2. Схематическое сечение одножильного кабеля.

Если мы возьмем внутри кабеля эквипотенциальную цилиндрическую поверхность на расстоянии х от центра кабеля, то число силовых линий, пронизывающих единицу площади этой поверхности, иначе — напряженность поля £х,будет
Диэлектрическая постоянная кабельной изоляции сильно колеблется даже для одного и того же вида изоляции, причем для пропитанной кабельной бумаги она имеет величину от 3,0 до 4,5, для вулканизированной резины— от 4,0 до 7,5 и т. д.
б) Метод зеркального отражения Кельвина. Формулы для вычисления емкости многожильных кабелей основаны или на приближенных вычислениях или на экспериментальных данных. Обычно вывод этих формул базируется на методе зеркального отображения Kelvin’a. Метод этот основан на том положении, что влияние цилиндрической металлической оболочки вокруг бесконечно длинного и тонкого провода L, (фиг. 3), заряженного количеством электричества Q, можно заменить влиянием фиктивного провода L1, заряженного таким же количеством электричества Q, но с обратным знаком, при условии, что
f) Физические значения емкостей. Получаемые прямыми измерениями величины емкостей бывают различными, если различны методы измерений. М. H6chstadter [45] в зависимости от метода измерений подразделяет емкости на:

1. статическую емкость Cst, получаемую путем измерения постоянным током по методу сравнения;
2. эффективную емкость Cefr получаемую отсчетом по амперметру и вольтметру при измерении переменным током и вычисляемую из формулы
3. действительную емкость С, получаемую из осциллограмм, как отношение свободного заряда Qmах, к напряжению umаx.

Из исследований М. Hоchstadter’a оказалось, что действительная емкость С остается практически постоянной вплоть до пробоя кабеля, откуда Hоchstadter делает заключение, что диэлектрическая постоянная кабельной изоляции не меняется в зависимости от напряжения. При увеличении температуры диэлектрическая постоянная несколько уменьшается, на 4—5%. на такую же величину уменьшается и действительная емкость. Действительная емкость не зависит ни от формы кривой тока, ни от частоты.
Величина статической емкости Cs, очень хорошо согласуется с величиной действительной емкости до температуры около 40 С, соответствующей разжижению пропиточной массы кабеля, далее она быстро растет. Характер этого роста изображен на фиг. 7, где кривая 3 представляет собой кривую изменения статической емкости в зависимости от температуры (по М. HOchstadter’y).
Величина эффективной емкости Ceff в очень высокой степени зависит от формы кривой тока. При строго синусоидальной форме этой кривой величина эффективной емкости очень хорошо согласуется с действительной емкостью. При сильно заостренных формах кривой тока эффективная емкость увеличивается, причем увеличение иногда достигает до 50%; при тупых формах кривой тока, т. е. при малых коэффициентах формы кривой, эффективная емкость уменьшается. Для практики важна именно эффективная емкость, так как она определяет параметры данной сети. Нужно сказать, однако, что при возникновении в кабеле ионизации величина эффективной емкости растет.

Фиг. 7. Кривые зависимости сопротивления изоляции 1, логарифма сопротивления изоляции 2 и статической емкости 3 от температуры по М. HOchstadter’y.
Как показатель при производственном контроле качества кабельной изоляции величина емкости не играет почти никакой роли, если не считать измерений емкости во время установления режима сушки и пропитки кабеля в вакуум — сушильных котлах. В сетях низкого напряжения емкость кабеля также не имеет большого значения, однако она исправляет общий cos установки при индуктивной нагрузке. В установках же высокого напряжения емкость может играть очень существенную роль, вызывая серьезные затруднения в работе всей установки. В качестве примера приведем сделанное L. Lichtenstein’oм  сравнение установки на рабочее напряжение 20 кВ с установкой на 50 кВ. Пусть в обоих случаях требуется передать 10 000 кВA при cos® = 0,9. Допускаемая длина передачи в первом случае 15,5 km, во втором—35,6 km. По допускаемому нагреву сечение жил кабеля в первом случае 185 мм2, во втором —70 мм3. В первой промышленной установке 132 кВ маслом наполненного кабеля в Америке данные были следующие Д69]: зарядная мощность от емкостного тока 1 490 кВA/km при зарядном токе 11,3 A/km пли примерно в 25 раз больше, чем для воздушной линии того же напряжения.
Вся подземная установка первой очереди в Чикаго была эквивалентна синхронному конденсатору около 14000 кВA, а в Нью-Йорке — 28000 кВA при общей допустимой мощности передачи в 98000 кВA. Рабочая емкость этого кабеля 0,27 F/km.

При холостом ходе и слабой нагрузке емкостный ток вызывает постоянную потерю энергии на джоулево тепло, при полной нагрузке, наоборот, он может улучшить работу генераторов. При разгрузке сети емкостный ток вызывает понижение напряжения генераторов, поэтому к конструкции последних предъявляются специальные требования. Для уменьшения емкостного тока, что требуется, например, при испытаниях кабелей высоким напряжением, можно применить уменьшение числа периодов тока, что обычно, однако, очень трудно, или же увеличение индуктивности цепи путем подключения реактивных катушек, ненагруженных трансформаторов и т. п.
Большую роль емкость кабелей играет при заземлениях в сети. Токи заземления, как показывают уравнения (32), растут пропорционально емкостным токам, т. е. емкости. Благодаря этому в больших городских сетях токи заземления могут достигать очень больших величин.

Электрическая емкость кабеля

При включении или выключении постоянного напряжения в кабельной сети, или под действием переменного напряжения, всегда возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции кабелей, находящихся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости при постоянном токе существует все время, а к изоляции кабеля оказывается приложено напряжение постоянного тока. Более подробно о емкости кабеля, о физическом смысле этой характеристики и будет рассказано в данной статье. 

 

С точки зрения физики, одножильный кабель круглого сечения является по сути цилиндрическим конденсатором. И если принять за Q величину заряда внутренней цилиндрической обкладки, то на единицу ее поверхности придется количество электричества, которое можно вычислить по формуле:

 

Здесь е — диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции.

В соответствии с фундаментальной электростатикой, напряженность электрического поля Е при радиусе r окажется равной:

 

И если рассмотреть внутреннюю цилиндрическую поверхность кабеля на некотором удалении от его центра, а это будет эквипотенциальная поверхность, то напряженность электрического поля для единицы площади данной поверхности окажется равной:

 

 

Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля колеблется в широких пределах, в зависимости от условий эксплуатации и типа примененной изоляции. Так, вулканизированная резина имеет диэлектрическую проницаемость от 4 до 7,5, а пропитанная кабельная бумага — от 3 до 4,5. Дальше будет показано, как диэлектрическая проницаемость, а значит и емкость, связаны с температурой. 

Обратимся к Кельвинову методу зеркального отражения. Опытные данные дают лишь формулы для приблизительного вычисления значений емкостей кабелей, и выводятся эти формулы на базе метода зеркального отражения. В основе метода положение о том, что цилиндрическая оболочка из металла, окружающая бесконечно длинный тонкий проводник L, заряженный до величины Q, влияет на этот проводник так же, как провод L1, заряженный противоположно, но с условием, что:

 

Прямые измерения емкостей дают различные результаты при разных методах измерения. По этой причине емкость кабеля можно условно разделить на:

• Cст — емкость статическую, которая получается посредством измерения непрерывным током с последующим сравнением;

• Сэфф — эффективную емкость, которую вычисляют на основе данных вольтметра и амперметра при тестировании переменным током по формуле: Сeff = Ieff/(ωUeff)

• С — действительную емкость, которая получается из анализа осциллограммы по отношению максимального заряда к максимальному напряжению во время теста.

 

В действительности выяснилось, что величина С действительной емкости кабеля практически постоянна за исключением случаев пробоя изоляции, следовательно на диэлектрической проницаемости изоляции кабеля изменение напряжения не сказывается.

Однако влияние температуры на диэлектрическую проницаемость имеет место, и с ростом температуры она снижается до 5%, и соответственно снижается действительная емкость С кабеля. При этом отсутствует зависимость действительной емкости от частоты и формы тока. 

Статическая емкость Сст кабеля при температурах ниже 40 °C согласуется со значением его действительной емкости С, и связано это с разжижением пропитки, при более высоких температурах статическая емкость Сст увеличивается. Характер роста отражен на графике, на нем кривая 3 показывает изменение статической емкости кабеля с изменением температуры.

Эффективная емкость Сэфф сильно зависима от формы тока. Чистый синусоидальный ток приводит к согласованию эффективной и действительной емкостей. Острая форма тока приводит к росту эффективной емкости в полтора раза, тупая форма тока — эффективную емкость уменьшает.

Практическое значение имеет эффективная емкость Сэфф, поскольку именно она определяет важные характеристики электрической сети. При ионизации в кабеле эффективная емкость увеличивается.

 

На приведенном графике:

1 — зависимость сопротивления кабельной изоляции от температуры;

2 — логарифм сопротивления кабельной изоляции от температуры;

3 — зависимость величины статической емкости Сст кабеля от температуры.

Во время производственного контроля качества изоляции кабеля, емкость практически не имеет решающего значения, разве что в процессе режима вакуумной пропитки в сушильном котле. Для низковольтных сетей емкость также не особо важна, но она влияет на коэффициент мощности при нагрузках индуктивного характера.

А при работе в высоковольтных сетях, емкость кабеля крайне важна, и может вызвать проблемы в процессе функционирования установки в целом. Например, можно сравнить установки с рабочим напряжением в 20000 вольт и 50000 вольт. 

 

Допустим, необходимо передать 10 МВА при косинусе фим равном 0,9 на расстояние 15,5 км и 35,6 км. Для первого случая сечение жил с учетом допустимого нагрева выбираем 185 кв.мм, для второго — 70 кв.мм. Первая промышленная установка на 132 кВ в США с маслонаполненным кабелем имела следующие параметры: зарядный ток в 11,3 А/км дал зарядную мощность в 1490 кВа/км, что 25-кратно превысило аналогичные параметры воздушных ЛЭП аналогичного напряжения.

По емкости подземная установка в Чикаго первой очереди оказалась сродни параллельно включенному электрическому конденсатору на 14 МВА, а в городе Нью-Йорке мощность емкостного тока достигла 28 МВА, и это при передаваемой мощности в 98 МВА. Рабочая емкость кабеля оказалась приблизительно равной 0,27 Фарад на километр.

Потери холостого хода, когда нагрузка слаба, вызываются именно емкостном током, порождающим джоулево тепло, а полная нагрузка способствует более эффективной работе электростанций. В разгруженной сети такой реактивный ток понижает напряжение генераторов, по этой причине к их конструкциям предъявляют особые требования. С целью снижения емкостного тока повышают частоту тока высокого напряжения, например во время испытаний кабелей, но это реализовать трудно, и иногда прибегают к нагружению кабелей индуктивными реакторами.

Так, кабель всегда имеет емкость и активное сопротивление по отношению к земле, которые обуславливают емкостной ток. Сопротивление изоляции кабеля R при питающем напряжении 380 В должно быть не менее 0,4 МОм. Емкость кабеля С зависит от длины кабеля, способа его прокладки и т. д.

Для трехфазного кабеля с виниловой изоляцией, напряжением до 600 В и частотой сети 50 Гц зависимость емкостного тока от площади сечения токоведущих жил и его длины показана на рисунке. Для расчета емкостного тока необходимо использовать данные из технических условий изготовителя кабеля.

Если величина емкостного тока составляет 1 мА или меньше, это не влияет на работу электроприводов.

 

Важную роль играет емкость кабелей в заземляемых сетях. Токи заземления почти прямо пропорциональны емкостным токам и соответственно самой емкости кабеля. Поэтому в крупных мегаполисах токи заземления обширных городских сетей достигают огромных величин.

 

Надеемся, что этот краткий материал помог вам получить общее представление о емкости кабеля, о том, как она влияет на работу электрических сетей и установок, и почему необходимо уделять этому параметру кабеля должное внимание.

Электрическая емкость кабеля — Энциклопедия по машиностроению XXL

Значения тангенса угла диэлектрических потерь кабелей должно находится в пределах, приведенных в таблице 10.15, а электрические емкости кабелей — в пределах значений, приведенных в таблице 10.16.  [c.93]

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ КАБЕЛЯ  [c.38]

При изготовлении силовых кабелей до 10 /се и телефонных кабелей обычно стремятся использовать бумаги с наименьшей плотностью, при удовлетворении всех прочих характеристик, так как это и технически выгодно с точки зрения понижения электрической емкости кабеля, и экономически целесообразно благодаря меньшему расходу бумаги. Применение же бумаг с повышенной плотностью (и диэлектрической проницаемостью) при изготовлении высоковольтных и сверхвысоковольтных кабелей способствует изменению распределения напряженности электрического поля в изоляции, ослабляя его на наиболее ответственных участках — около токоведущей жилы. Однако при конструировании кабелей необходимо учитывать, что повышение равномерности распределения поля в этом случае связано с увеличением напряженности поля в масляных зазорах и может привести к снижению общей электрической прочности изоляции.  [c.208]

Как изменится электрическая емкость кабеля при увеличении сечения жилы  [c.46]

Блуждающим называется ток, стекающий с токоведущих проводов электрических установок в окружающий грунт (среду [1]) где-либо в другом месте этот ток должен вернуться к электрическому генератору, которым он был выработан. Этот ток может быть постоянным или переменным, преимущественно с частотой 50 Гц (коммунальное электроснабжение) или 16 % Гц (электрическая тяга железных дорог). На своем пути в грунте блуждающий ток может натекать на металлические проводники, например на трубопроводы и оболочки кабелей. Постоянный ток при стекании с этих проводников в окружающую среду вызывает анодную коррозию (см. раздел 2.2 и рис. 2.5). Аналогичным образом и переменный ток во время анодной фазы тоже вызывает анодную коррозию. Поскольку электрическая емкость границы раздела материал — среда обычно бывает довольно большой, анодная коррозия существенно зависит от частоты, и при частотах 16 % или 50 Гц обычно наблюдается только при очень высоких плотностях тока [2—5]. В общем случае отношение коррозионный ток/переменный ток зависит также и от среды и вида металла, причем сталь, свинец и алюминий ведут себя ио-разному. Опыты по изучению коррозии [6] в грунте, вызываемой переменным током с эффективной плотностью /е/ =10 А-м при частоте 50 Гц, показали, что в стали переменный ток вызывает лишь незначительную коррозию — примерно до 0,5 % ее интенсивности при постоянном токе, в свинце — до нескольких процентов и в алюминии до 20 % интенсивности коррозии от постоянного тока. Таким образом, на практике коррозия, вызываемая переменным током, не может быть полностью исключена, в особенности на алюминии. Однако в случае свинца и стали при плотностях тока, обычно встречающихся в практических условиях, масштабы ее развития должны быть незначительными. Чаще всего коррозионные повреждения, как показали более тщательные исследования, были вызваны не переменным током, а явились следствием образования коррозионного элемента (см. раздел 4). В настоящем разделе рассматривается только коррозия блуждающими токами от установок постоянного тока.  [c.314]

Когда же были проложены первые морские кабели, в полной мере стала ясна зависимость процесса телеграфирования от электрической емкости проводов. Эта зависимость оказалась настолько сильной, что даже по первым подводным кабелям телеграммы приходилось передавать в замедленном темпе. Для работы же по трансатлантическому кабелю протяженностью 3240 км, который удалось успешно проложить к 1866 г. после четырех неудачных попыток на протяжении 1857—1865 гг.), существовавший пишущий аппарат оказался вообще не пригодным, так как его приемник мог реагировать на сигналы силой не менее 10 мА.  [c.291]

Исследование частотной зависимости емкости от влажности для образцов кабеля. Несмотря на небольшой относительный объем, занимаемый поясной изоляцией (около 10% общего объема кабеля), она при увлажнении до 5—10% оказывает заметное влияние на все электрические параметры кабеля.  [c.208]

Электронный сигнализатор уровня ЭСУ-1 работает по принципу изменения электрической емкости системы электрод датчика — измеряемый порошок. Он состоит из датчика — металлического стержня (электрода) длиной при вертикальном расположении от 0,25 до 2 лг, а при горизонтальном 0,1 л , и электронного блока, соединенных кабелем. Изменение расстояния между порошком и электродом вызывает изменение электрической емкости системы и ведет к срабатыванию электронного реле, контакты которого используются для управления и сигнализации. Погрешность при горизонтальном расположении 2,5 мм и вертикальном 5 мм.  [c.174]

По-видимому, особенно перспективно применение элегаза в кабелях на высокие рабочие напряжения, где нри избыточном давлении в 0,3—0,5 МПа электрическая прочность составляет 25—40 МВ/м. Преимуществами кабеля, заполненного элегазом, являются малая электрическая емкость и, следовательно, малые зарядные токи, малые диэлектрические потери, хорошее охлаждение, сравнительно простая конструкция. Такой кабель представляет собой стальную трубу, в которой при помощи электроизоляционных распорок укреплена проводящая жила. Для удешевления целесообразно применять смесь  [c.91]

Электрическая емкость. Электрическая емкость одножильного кабеля и кабеля с отдельно экранированными жилами- определяется по формуле для цилиндрического конденсатора. Для практических расчетов обычно определяют емкость кабеля длиной в 1 км по формуле  [c.25]

Для кабелей связи существенным является сохранение постоянного значения электрической емкости по всей длине изолированной жилы. Постоянство емкости изолированной жилы обеспечивает постоянство емкости в разговорной паре при скрутке жил в пару или четверку.  [c.183]

Назначение предусилителя заключается в приеме сигнала АЭ от преобразователя, подготовке сигнала для передачи в основной блок для дальнейшей обработки. Предусилитель должен быть электрически согласован с преобразователем АЭ, с которым он соединен радиочастотным кабелем длиной не более 1. .. 2 м. Цель такого электрического согласования заключается в максимизации передаваемой энергии сигнала АЭ и обеспечении увеличения отношения сигнал/шум. Для уменьшения электрической емкости цепи, соединяющей ПАЭ с предусилителем, последний иногда размешают непосредственно в корпусе преобразователя. В таком случае преобразователь АЭ называют интегральным, т.е. интегрированным (совмещенным) с предусилителем.  [c.323]

Обусловленная емкостной связью. В измерительных системах силовые кабели, провода заземления и проводники располагаются близко друг от друга и отделяются только воздухом и диэлектрическими покрытиями. Поэтому между силовыми кабелями и проводниками и между проводниками и заземлением может появиться некоторая электрическая емкость. Это и есть емкостная связь между проводниками измерительной системы и остальной частью системы, которая и приводит к возникновению интерференции сигналов.  [c.50]

Пьезоэлектрические микрофоны по качеству уступают электромагнитным, но их электрический выходной сигнал больше. Микрофоны этого типа обычно используются с недорогими магнитофонами, и, имея высокое сопротивление, могут соединяться со входом микрофона в усилителе без согласующего трансформатора. -Однако такое соединение несовместимо с высоким сопротивлением кабеля, поэтому там, где необходим длинный микрофонный кабель, следует использовать электромагнитные микрофоны, чтобы сигнал передавался на усилитель через схему с малым сопротивлением. Длинный кабель при высоком сопротивлении может создать фон и микрофонные проблемы, а емкость кабеля за счет шунтирования может уменьшить выходной сигнал пьезоэлектрического микрофона.  [c.277]

Для обеспечения однозначной зависимости этой функции при измерении уровня жидкости в рабочих условиях эксплуатации необходимо иметь постоянство значений Сь 8, и 8,. Постоянство значения i в необходимых пределах обеспечивается благодаря применению изоляционных материалов и кабеля с малым температурным коэффициентом электрической емкости. Изменением значения 82 можно пренебречь, так как для большинства газов и паров  [c.552]

Электрическая емкость для кабелей на напряжение до 1000 В между жилами —не более 100 нФ/м жила — экран — не более 260 пФ/м.  [c.189]

Электрическая емкость для кабелей на напряжение до 3500 В между жилами — не более 70 пФ/м жила — экран — 170 пФ/м.  [c.189]

Пример 1. Определить электрическую емкость и заряд кабеля, радиус центральной жилы которого равен 1,5 см, радиус оболочки 3,0 см, относительная диэлектрическая проницаемость материала изоляции 8=3,6, а разность потенциалов между центральной жилой и оболочкой 2,5 кВ.  [c.176]

Емкостные уровнемеры нашли широкое распространение из-за дешевизны, простоты обслуживания, удобства монтажа первичного преобразователя на резервуаре, отсутствия подвижных элементов, возможности использования в достаточно широком интервале температур (от криогенных до — -200 °С) и давлений (до 6 МПа). К числу недостатков их следует отнести непригодность для измерения уровня вязких (динамическая вязкость более 1 Па-с), пленкообразующих, кристаллизующихся и выпадающих в осадок жидкостей, а также высокую чувствительность к изменению электрических свойств жидкости и изменению емкости кабеля, соединяющего первичный преобразователь с измерительным прибором.  [c.152]

Многие металлические конструкции, такие, как нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, канализационные сети, обсадные трубы скважин, силовые электрические кабели, кабели связи, баки и емкости, тюбинги метро, сваи и другие строительные конструкции, эксплуатируются в подземных условиях и, соприкасаясь с почвой (верхним слоем горных пород) или грунтом (нижележащими горными породами), подвергаются коррозионному разрушению. Особо сильное разрушение наблюдается у подземных сооружений, находящихся в зоне действия блуждающих токов. Приближенные подсчеты показывают, что вследствие коррозии в нашей стране ежегодно выходит из строя 2—3% подземных сооружений, что составляет около одного миллиона тонн металла.  [c.384]

Принцип работы прибора основан на изменении полного сопротивления резонансного контура, образованного индуктивностью катушки датчика и распределенной емкостью соединительного кабеля, которое происходит из-за изменения электрических параметров катушки датчика, которое обусловлено различием электропроводности материалов подложки и покрытия, а также толщиной покрытия.  [c.81]

В качестве образцов для определения характеристик ЧР используют модели изоляции, сохраняющие основные инженерные параметры изучаемой электроизоляционной системы (рабочая напряженность поля, структура и толщина изоляции, материал и форма электродов и т. д.). Модель, например герметизированная секция конденсатора, отличается от оригинала уменьшенными размерами и соответственно емкостью. В настоящее время разработаны стандарты и другие нормативные документы, содержащие методики определения характеристик ЧР в изоляции готовых изделий (силовых конденсаторов, трансформаторов, кабелей, электрических машин), например ГОСТ 22756-77. ными методами. Из неэлектрических методов  [c.404]

Высота самоходного подъемника (рис. 192) 83 дюйма, ширина 49 дюймов, максимальная высота подъема 66 дюймов. Источником питания служит аккумуляторная батарея емкостью 330 а-ч, состоящая из 6 элементов. Максимальная скорость при полной нагрузке 2 /г мили в час. Обычные рукоятка и рычаг для ручного управления заменены дополнительным мотором с приводным редуктором. Пульт дистанционного управления прикреплен к металлическим наплечным крючкам и соединен с самоходным подъемником кабелем длиной 20 футов, который намотан на барабан, установленный на самоходном подъемнике. Барабан оборудован автоматическим концевым выключателем, срабатывающим при вытягивании кабеля на его максимальную длину. Всякий раз при запирании ключом пульта управления самоходный подъемник автоматически затормаживается при помощи пружины, воздействующей на тормоза. Обрыв кабеля управления тоже вызывает срабатывание этого тормоза. В случае аварии происходит, кроме того, автоматическое отключение электрических цепей питания механизмов передвижения, подъема и рулевого управления самоходным подъемником.  [c.187]

В процессе плавки нижние концы электродов сгорают. Поэтому электроды постепенно опускают и в необходимых случаях наращивают сверху (свинчивают с новыми электродами). Электроды зажимают в контактных щеках металлического электрододержателя, к которому посредством медных шин и гибкого кабеля подводят электрический ток от вторичной обмотки печного трансформатора. Первичная обмотка печного трансформатора питается током высокого напряжения (6000—30000 в), который преобразуется в ток низкого напряжения (90—230 в) в зависимости от выбранной ступени вторичного напряжения. Мощность печного трансформатора зависит от емкости печи, технологического процесса и составляет 25 ООО—40 ООО ква.  [c.37]

Фирмой Эддисон электрик (Англия) создан прибор для контроля и регулирования электрической емкости кабеля в процессе его опрессования. Прибор состоит из измерительной ванны, измерителя емкости и регулирующего устройства. Контроль емкости  [c.183]

На рис. 27, г показана схема последовательного включения пьезопластины с электрическим контуром генератора. Комплексное сопротивление 2ь (рис. 27, в) представлено емкостью С, включающей емкость кабеля, соединяющего ПЭП с дефектоскопом. Комплексное сопротивление 2а представлено в виде индуктивности а и активного сопротивления При совмещенной схеме включения с снимают сигнал на усилитель дефектоскопа (клеммы Е, Г).  [c.219]

Магнитное поле является аккумулятором энергии с возникновением магнитного поля сопряжена затрата некоторого количества энергии, необходимого для создания поля эту энергию поле при своем исчезновении отдает обратно в электрич. цепь, из к-рой оно эту энергию почерпнуло. При получении поля с помощью переменного тока все время имеет место процесс переливания энергии из электрич. цепи в магнитное поле и обратно. Поля и связанные с ними С. ф. зависят от характера нагрузки (приемников) и свойств самих проводов (см. Провода электрические и Сети элек-шришкие). На практике чаще встречаются поля магнитные с электрич. полями приходится иметь дело преимущественно в высоковольтных установках (обладающие значительной емкостью кабели и линии большого протяжения). Практически С. ф. можно считать равным нулю при нагрузке в виде одних ламп накаливания или синхронных двигателей (или синхронных преобразователей), работающих при os 9 = 1 и при низковольтных не слишком длинных проводах (распределительные сети). Во всех других случаях, и особенно при наличии асинхронных двигателей, (рФО. У асинхронных двигателей вообще os 9 асинхронных двигателей (в отношении уменьшения С, ф.) большое число обо-  [c.224]

Электрические контакты выполняют пайкой легкоплавкими припоями, особенно на пьезокерамических пластинах, во избежание их располяри-зации. Для соединения преобразователя с электронным блоком дефектоскопа применяют максимально гибкий кабель (микрофонный или коаксиальный). В случае кварцевого пьезоэлемента применяют кабель с минимальной емкостью. Часто для согласования с электронным блоком дефектоскопа внутри корпуса преобразователя размещают трансформатор, катушку индуктивности, резистор.  [c.207]

Различные виды синтетических пленок применяются для изготовления конденсаторов, причем неполярные пленки (в частности, полистирольная) обеспечивают высокое сопротивление изоляции, малый tg б конденсатора (до 5-10″ ), малые токи абсорбции (что важно для ряда устройств) и стабильность емкости зато полярные пленки имеют более высокую е, и потому позволяют получать меньшие габариты конденсатора при той же емкости. Пленки нз стиро-флекса используются при изготовлении некоторых типов высокочастотных кабелей отдельные типы пленок, в частности поликар-бонатные, весьма перспективны для изготовления силовых кабелей на сверхвысокие напряжения (сотни киловольт). Как правило, р, и tg б пленок из синтетических полимеров близки к р и е, и tg б тех же материалов в толстом слое. Электрическая прочность при уменьшении толщины возрастает, однако у очень тонких пленок, благодаря влиянию местных неоднородностей, опять уменьшается. Предел прочности при растяжении и относительное удлинение перед разрывом пленок, особенно ориентированных, выше, чем у тех же материалов в толстом слое.  [c.138]

Рассмотрим работу пьезопластины, нагруженной на демпфер и протяженную среду в реальных условиях. Пластину подключают к генератору с помощью электрического колебательного контура. На рис. 1.38, г показано подключение с использованием последовательного колебательного контура, в который входит сама пьезопластина. Электрические импедансы = Ra — jfaLa, Zh = l/(—/(o ft), где Сь — емкость соединительного кабеля и монтажа. Для упрощения анализа значением пренебрежем, поэтому оо. Общий импеданс цепи генератора  [c.65]

Диэлектрический датчик давления имеет начальную емкость Сдо, электрически заряжен до напряжения поляризации С/о и нагружен сопротивлением входа измерительной цепи 7 вх (рис. 75). При выполнении условия изменением заряда на емкости при сжатии датчика можно пренебречь. Тогда заряд Q — oUq= U, где С= = Сд- -Сп Сп — присоединенная емкость, равная емкости соединительных кабелей, входа измерительной цепи и выводов датчика из — время измерения давления R Rbx (индекс О соответствует начальному значению).  [c.174]

Это препятствие было устранено В. Томсоном (Кельвином), создавшим в 1867 г. пишущий аппарат высокой чувствительности, известный под названием сифон-рекордера, для надежной работы которого требовался лишь входящий ток порядка 0,02 мА. По существу в сифон-рекордере Томсона (Кельвина) получила дальнейшее развитие идея телеграфного аппарата Шиллинга. Трудности, встретившиеся при первых попытках телеграфирования по длинным люрским кабелям, побудили крупнейших физиков (Якоби, Ленца, Максвелла, Гельмгольца, Поггендорфа, Уитстона и др.) заняться изучением роли самоиндукции и емкости в переходных процессах, протекающих в электрических цепях при телеграфировании. Открытые при этом закономерности показали, что воздушный телеграфный провод допускал значительно более высокую скорость телеграфирования по сравнению с той, которая определялась нроизводитель-ностью существовавших телеграфных аппаратов.  [c.291]

При рассмотрении совместной работы симметричного датчика и дифференциального предусилителя важны случаи, когда экранирующий провод кабеля, соединяющего пьезодатчик с предусилителем, неразрывен или имеет разрыв. Во втором случае при обеспечении симметрии на входе предусилителя для длинных линий передачи сигнала можно добиться лучшего подавления электрических помех заземления при этом разрыв экрана должен находиться у датчика. Из сравнения электрических эквивалентных схем симметричных пьезоакселерометров (см. рис. 1—3) видно, что они отличаются только числом генераторов заряда и соотношением емкостей. Поэтому для описания работы дифференциальных предусилителей взята наиболее общая электрическая схема, показанная на рис. 2.  [c.235]

Электрическое сопротивление токопроводящих жил кабелей с диаметром жилы 0,4 мм —139 9,0 Ом/км, 0,5 мм —90 6,0 Ом/км, 0,64 мм —55 3,0 Ом/км, 0,7 мм —45 3,0 Ом/км. Электрическое сопротивленение изоляции жил не менее 8000 МОм-км. Рабочая емкость для кабелей с гидрофобным заполнением — 50 5 нФ/км, без гидрофобного заполнения — 45 5 нФ/км.  [c.180]

Определение тока утечки изоляции кабелей производится на отрезке кабеля или изолированной жилы, намотанных на барабане при длине не менее 50 м. Барабан с образцом помешается в емкость с водой так, чтобы вода полностью покрывала образцы при этом оба разделанных конца кабеля должны быть выведены из воды на длину не менее 500 мм. Время вьшержки образца в воде ло испытания — не менее I ч. Допускается испытание образцов кабеля на воздухе без погружения в воду. Измеряется электрическое сопротиатение изоляции кабеля, которое при пересчете на длину I км и температуру 20°С должно быть не менее вышеуказанных значений. Кабель испытывается постоянным напряжением, значения которого указаны втабл.1.5, втечсние 5 мин.  [c.41]

В области электрического обогрева трубопроводов, емкостей хранения, технических принадлежностей и различных устройств для Перекачки нефти и нефтепродуктов всех видов, в том числе во взрывоопасных зонах (поддержание температуры, зашита от замерзания), лидером среди предприятий России является компания Специальные Системы и Технологии . Данная компания располагает полным ассорииментом всех типов нагревательных кабелей и проводов (саморегулирующихся. резистивных, зональных, высоко- и среднетемпе-ратурньпс), приборов управления и сопутствующих компонентов для решения различных технических задач. Сведения о данной компании приведены в приложении IV.  [c.452]

Кабельные бумаги применяют для изоляции силовых электрических кабелей. Особый вид кабельной бумаги — телефонная бумага — имеет толщину 50 мкм при низкой объемной массе (не более 800— 820 кг/м») для уменьшения емкости непропитанной изоляции телефонных кабелей. Эту бумагу применяют также для изоляции обмоточных проводов марок ПБ и ПББО и для других целей,  [c.193]

Электрические контакты выполняют найкой легкоплавкими припоялш, особенно на пьезокерамических пластинах, во избежание потери поляризации. Для соединения преобразователя с электронным блоком прибора применяют максимально гибкий кабель (микрофонный или коаксильный) с волновым сопротивлением порядка 75 Ом. В случае кварцевого преобразователя применяют кабель с минимальной емкостью. Часто индуктивность резонансного контура генератора и усилителя размещают внутри искателя либо подключают к нему в виде сменных элементов.  [c.182]

---

Электрическая емкость кабеля | vizada.ru

При включении или выключении постоянного напряжения в кабельной сети, или под действием переменного напряжения, всегда возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции кабелей, находящихся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости при постоянном токе существует все время, а к изоляции кабеля оказывается приложено напряжение постоянного тока. Более подробно о емкости кабеля, о физическом смысле этой характеристики и будет рассказано в данной статье.

С точки зрения физики, одножильный кабель круглого сечения является по сути цилиндрическим конденсатором. И если принять за Q величину заряда внутренней цилиндрической обкладки, то на единицу ее поверхности придется количество электричества, которое можно вычислить по формуле:

Здесь е — диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции.

В соответствии с фундаментальной электростатикой, напряженность электрического поля Е при радиусе r окажется равной:

И если рассмотреть внутреннюю цилиндрическую поверхность кабеля на некотором удалении от его центра, а это будет эквипотенциальная поверхность, то напряженность электрического поля для единицы площади данной поверхности окажется равной:

Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля колеблется в широких пределах, в зависимости от условий эксплуатации и типа примененной изоляции. Так, вулканизированная резина имеет диэлектрическую проницаемость от 4 до 7,5, а пропитанная кабельная бумага — от 3 до 4,5. Дальше будет показано, как диэлектрическая проницаемость, а значит и емкость, связаны с температурой.

Обратимся к Кельвинову методу зеркального отражения. Опытные данные дают лишь формулы для приблизительного вычисления значений емкостей кабелей, и выводятся эти формулы на базе метода зеркального отражения. В основе метода положение о том, что цилиндрическая оболочка из металла, окружающая бесконечно длинный тонкий проводник L, заряженный до величины Q, влияет на этот проводник так же, как провод L1, заряженный противоположно, но с условием, что:

Прямые измерения емкостей дают различные результаты при разных методах измерения. По этой причине емкость кабеля можно условно разделить на:

Cст — емкость статическую, которая получается посредством измерения непрерывным током с последующим сравнением;

Сэфф — эффективную емкость, которую вычисляют на основе данных вольтметра и амперметра при тестировании переменным током по формуле: Сeff = Ieff/ (ωUeff)

С — действительную емкость, которая получается из анализа осциллограммы по отношению максимального заряда к максимальному напряжению во время теста.

В действительности выяснилось, что величина С действительной емкости кабеля практически постоянна за исключением случаев пробоя изоляции, следовательно на диэлектрической проницаемости изоляции кабеля изменение напряжения не сказывается.

Однако влияние температуры на диэлектрическую проницаемость имеет место, и с ростом температуры она снижается до 5%, и соответственно снижается действительная емкость С кабеля. При этом отсутствует зависимость действительной емкости от частоты и формы тока.

Статическая емкость Сст кабеля при температурах ниже 40 °C согласуется со значением его действительной емкости С, и связано это с разжижением пропитки, при более высоких температурах статическая емкость Сст увеличивается. Характер роста отражен на графике, на нем кривая 3 показывает изменение статической емкости кабеля с изменением температуры.

Эффективная емкость Сэфф сильно зависима от формы тока. Чистый синусоидальный ток приводит к согласованию эффективной и действительной емкостей. Острая форма тока приводит к росту эффективной емкости в полтора раза, тупая форма тока — эффективную емкость уменьшает.

Практическое значение имеет эффективная емкость Сэфф, поскольку именно она определяет важные характеристики электрической сети. При ионизации в кабеле эффективная емкость увеличивается.

На приведенном графике:

1 — зависимость сопротивления кабельной изоляции от температуры;

2 — логарифм сопротивления кабельной изоляции от температуры;

3 — зависимость величины статической емкости Сст кабеля от температуры.

Во время производственного контроля качества изоляции кабеля, емкость практически не имеет решающего значения, разве что в процессе режима вакуумной пропитки в сушильном котле. Для низковольтных сетей емкость также не особо важна, но она влияет на коэффициент мощности при нагрузках индуктивного характера.

А при работе в высоковольтных сетях, емкость кабеля крайне важна, и может вызвать проблемы в процессе функционирования установки в целом. Например, можно сравнить установки с рабочим напряжением в 20000 вольт и 50000 вольт.

Допустим, необходимо передать 10 МВА при косинусе фи равном 0,9 на расстояние 15,5 км и 35,6 км. Для первого случая сечение жил с учетом допустимого нагрева выбираем 185 кв.мм, для второго — 70 кв.мм. Первая промышленная установка на 132 кВ в США с маслонаполненным кабелем имела следующие параметры: зарядный ток в 11,3 А/км дал зарядную мощность в 1490 кВа/км, что 25-кратно превысило аналогичные параметры воздушных ЛЭП аналогичного напряжения.

По емкости подземная установка в Чикаго первой очереди оказалась сродни параллельно включенному электрическому конденсатору на 14 МВА, а в городе Нью-Йорке мощность емкостного тока достигла 28 МВА, и это при передаваемой мощности в 98 МВА. Рабочая емкость кабеля оказалась приблизительно равной 0,27 Фарад на километр.

Потери холостого хода, когда нагрузка слаба, вызываются именно емкостном током, порождающим джоулево тепло, а полная нагрузка способствует более эффективной работе электростанций. В разгруженной сети такой реактивный ток понижает напряжение генераторов, по этой причине к их конструкциям предъявляют особые требования. С целью снижения емкостного тока повышают частоту тока высокого напряжения, например во время испытаний кабелей, но это реализовать трудно, и иногда прибегают к нагружению кабелей индуктивными реакторами.

Так, кабель всегда имеет емкость и активное сопротивление по отношению к земле, которые обуславливают емкостной ток. Сопротивление изоляции кабеля R при питающем напряжении 380 В должно быть не менее 0,4 МОм. Емкость кабеля С зависит от длины кабеля, способа его прокладки и т. д.

Для трехфазного кабеля с виниловой изоляцией, напряжением до 600 В и частотой сети 50 Гц зависимость емкостного тока от площади сечения токоведущих жил и его длины показана на рисунке. Для расчета емкостного тока необходимо использовать данные из технических условий изготовителя кабеля.

Если величина емкостного тока составляет 1 мА или меньше, это не влияет на работу электроприводов.

Важную роль играет емкость кабелей в заземляемых сетях. Токи заземления почти прямо пропорциональны емкостным токам и соответственно самой емкости кабеля. Поэтому в крупных мегаполисах токи заземления обширных городских сетей достигают огромных величин.

Надеемся, что этот краткий материал помог вам получить общее представление о емкости кабеля, о том, как она влияет на работу электрических сетей и установок, и почему необходимо уделять этому параметру кабеля должное внимание.