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電線電纜相關的電工基礎知識

時間:2020-10-19瀏覽:

電線電纜的用途是輸送電能的,就像給水系統的自來水管,沒有水管水就不能輸送。發電 廠發出的電能沒有電線、電纜就不能輸出到千家萬戶、各個用電單位。 電線電纜的生產、檢測人員,要做好本職工作,靈活地處理生產中出現的各種問題,就要 了解和掌握一些與其相關的電工基礎知識。 一、名詞解釋: 交流電:電流方向和大小隨時間做周期性變化,用 AC 表示。 直流電:電流方向和大小不變,用 DC 表示。 頻率:1 秒鐘完成周期變化的次數,單位是赫茲(Hz)。 工頻電:工業用的交流電源,我國工頻電的頻率是 50 赫茲。 電壓:導體兩端的電位差叫電壓,基本單位伏特(簡稱伏)用 V 表示。 高壓用千伏(kV)表示。低壓用毫伏(mV)和微伏(μV)表示,它們之間的換算關系是: 1kV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV 電線電纜額定電壓 U0/U 的含義: U0:電線電纜導體、對屏蔽層、鎧裝層、護套、地的額定工頻電壓,稱相電壓。 U 電纜導體間的額定工頻電壓,稱線電壓。 電纜的額定電壓 U0/U 選擇與電源中性點接地方式有關,在電源中性點直接接地系統中。 U = U0· 3= U0·1.73 交流電的有效值:交流電和直流電通過相同阻值的電阻,如果在相同的時間產生的熱量相 等,這一直流電的數值就叫做這一交流電的有效值,交流電電壓有效值用 U 表示。 我們通常所說的交流電的電流、電壓,用電器銘牌上的額定電壓、電流等都是指交流電的 有效值。 交流電的最大值:交流電在一個周期內出現的最大值,用 Um表示。 Um= 2·U =1.41·U 220V 交流電最大值是: Um= 2·U=1.41·U=1.41·220≈310V 電流:電子的定向移動叫電流,基本單位安培(簡稱安)用 A 表示。 1kA=1000A 1A=1000mA 1mA=1000μA 導體電阻:電流通過導線所受到的阻力叫電阻,基本單位歐姆(簡稱歐)用 Ω 表示。 絕緣電阻:絕緣物在規定的條件下的直流電阻,是電氣設備和電氣線路最基本的絕緣指標。 電阻值越大阻止漏電流的能力越強,基本單位是兆歐,用 mΩ 表示。 1mΩ=1000kΩ 1kΩ=1000Ω 1Ω=1000mΩ 1mΩ=1000μΩ 電功率:單位時間內電流做的功叫做電功率,基本單位是瓦特(簡稱瓦),用 W 表示: 1kW=1000W 1W=1000mW 電容:兩個彼此絕緣相隔很近的導體(包括導線)就構成了一個最簡單的電容。電容是容 納電荷的器件,特點是通交流電隔直流電。 電容常用的單位是微法(μF)。 1μF=1000nF 1nF=1000pF 電感:電感是把電能轉化為磁能存儲起來的器件,特點是阻礙交流電的通過,對直流電沒 有作用。單位是亨利(H)。 1H=1000mH 1mH=1000μH 純電容電路:電流相位超前電壓 90° 純電感電路:電壓相位超前電流 90° 諧振:在具有電感、電容、電阻的電路,當電路的感抗和容抗相等,電路電壓和電流同相 位,電路對外呈現出純電阻性質叫諧振,諧振分串聯諧振和并聯諧振。 串聯諧振可以在電感、電容上產生比電源電壓大很多倍的高電壓。電纜的局放試驗系統就 是采用串聯諧振方法,被試電纜通過油杯與電抗器、地相接,試驗時通過調節電抗器間隙位置, 改變電抗器的電感量,使試驗回路的感抗與容抗相等,發生諧振產生試驗高電壓。 電阻率:是指長度為 1 米,橫截面積為 1 平方毫米的某種材料在 20℃的電阻值。 銅的電阻率是 0.01724(Ω),鋁的電阻率是 0.0284(Ω)。 導體電阻的溫度系數:是指導體以 20℃電阻值為標準,溫度每升高(下降)1℃,電阻增 大(減?。┑陌俜謹?。 電纜絕緣電阻的溫度系數:不同絕緣材料的電纜絕緣電阻溫度系數是不同的,共同點是以 20℃電阻值為標準,溫度升高絕緣電阻降低、溫度降低絕緣電阻升高,與導體電阻溫度系數換 算結果相反。 二、電工常用公式: 1.歐姆定律: I = U R R = U I U=IR 式中:I 代表電流、單位安培(A),U 代表電壓、單位伏特(V),R 代表電阻、單位歐姆 (Ω)。 歐姆定律解釋了電路中的電壓、電流、電阻三者之間的關系,是電學最基本的定律。 為了便于理解,我們可以形象地把電流想象為水流、電壓想象為水壓、電阻想象為水阻。 水(電)沒有水(電)位差,水(電子)就不能定向移動形成水(電)流。水壓(電壓) 越高,揚程(輸送)距離越遠。水管(導體)直徑越大,允許通過的水(電)流就越大。 2.計算舉例: 一臺電加熱器,額定工作電壓 220V、電流 9A。求加熱器發熱體的電阻是多少。 根據公式: R = U I = 220 9 ≈ 24.44(Ω) 加熱器發熱體的電阻是 24.44Ω。 3.電阻計算公式: R = ρ·L S L = R·S ρ ρ = R·S L S = ρ·L R 式中:R 代表電阻、單位歐姆(Ω),L 代表導體長度、單位米(m)。 ρ 代表電阻率(Ω·mm 2 /m) S 代表導體截面積、單位平方毫米(mm 2) 4.計算舉例: 4.1 首件檢測 QJ36 直流電阻測試儀至電橋夾具電流端子與電壓端子連接線互為接反,測 70平方銅絞線電阻為0.268Ω/km。正確接線后,再次測量電阻為0.266Ω/km(不考慮現場溫度)。 (1)計算兩種測量方式銅的電阻率。 (2)以年生產用銅量 3000 噸,以電阻測試儀正確接線測的電阻為標準值,計算按錯誤接 線測量的數據指導生產造成的銅浪費。 根據公式:ρ = R·S L 正確接線: ρ = R·S L = 0.266·70 1000 = 0.01862 錯誤接線: ρ = R·S L = 0.268·70 1000 = 0.01876 正確接線與錯誤接線所測的電阻率相差的%數: 0.01876-0.01862 0.01862 ·100=0.7518% 按錯誤接線測量的數據指導生產,會造成生產用銅浪費為: 3000·0.7518%=22.554(噸) 4.2 鋁單線的電阻率是 0.0285,現在要生產 120 電纜線芯,20℃直流電阻國家標準 0.253Ω/km。不考慮成纜絞合率因素,計算 120 電纜線芯允許的最小截面積。 根據公式: S = ρ·L R S = ρ·L R = 0.0285·1000 0.253 ≈ 113(mm 2) 5.電功率計算公式: P=IU P=I 2R P= U 2 R 式中:P 代表電工率、單位瓦(W),I 代表電流、單位安培(A),U 代表電壓、單位伏 特(V),R 代表電阻、單位歐姆(Ω)。 6.計算舉例: 擠出機機身加熱用的鑄鋁加熱器,額定電壓 220Ⅴ、電流 13.6A,計算加熱器功率。 P = IU = 220×13.6 = 2992(W) 三、串聯電路與并聯電路區別: 1、串聯:元件首尾依次連接在電路中,電路只有一條路徑。 2、并聯:元件首與首,尾與尾并接在電路的兩端可以有多條支路。 四、串聯電路的特性: (1)串聯電路只有一條通路,電路處處電流相等。電路只要有一處開路,電路就會停止 工作。 (2)串聯電路總電壓等于各元件電壓降之和。 (3)串聯電路總電阻等于各電阻之和。 (4)串聯電路總電容量等于各支路電容量的倒數之和。 五、并聯電路的特性: (1)并聯電路電壓處處相等,各用電器相互沒有影響。 (2)并聯電路總電流等于各支路電流之和。 (3)并聯電路總電阻等于各支路電阻的倒數之和。 (4)并聯電路總電容量等于各支路電容量之和。 六、電阻、電容串聯、并聯電路計算公式: (1)電阻串聯計算公式: R總=R1+R2+Rn (2)電阻并聯計算公式: 1 R總 = 1 R1 + 1 R2 + 1 Rn 電阻串聯相當于增加了導體的長度,串聯的總電阻大于任何一個分電阻。 并聯相當于增加了導體的截面積,并聯的總電阻比任何一個分電阻都小。 (3)電容串聯計算公式: 1 C總 = 1 C1 + 1 C2 + 1 Cn (4)電容并聯計算公式:C總=C1+C2+Cn 電容串聯相當增加了電極之間的絕緣厚度,串聯的總電容比任何一個分電容都小。 電容并聯相當增加了電極的表面積,并聯的總電容比任何一個分電容都大。 電阻并聯總電阻值變小、電容并聯總電容量變大,電阻串聯總電阻值變大、電容串聯總電 容量變小,兩者結果互為相反。 七、電阻、電容并聯計算舉例: (1)維修需要一個 2 歐姆的電阻,現有 10 歐姆的電阻,計算需要并聯一個多大的電阻? 設需要并聯的電阻為 X 根據電阻并聯計算公式: 1 R總 = 1 R1 + 1 R2 = 1 2 = 1 10 + 1 x 1 X = 1 2 - 1 10 = 5 10 - 1 10 = 4 10 X = 10·1 4 = 2.5(Ω) (2)一根 2 芯電纜線芯與線芯之間電容是 800pF,另一根 2 芯電纜線芯與線芯之間電容 是 1.2nF,兩根電纜并在一起使用,總電容量是多少? 800pF =0.8nF(800/1000) C總=C1+C2=0.8+1.2 =2nF 電阻、電容串聯計算,可以套用電阻串聯計算公式(1)和電容串聯計算公式(3),參照 以上方法進行計算。 不論電阻(電容)串聯、并聯進行計算時,單位要換算一致。 我們在做工頻耐壓試驗,為了提高工作效率。經常需要把多軸電纜放在一起試驗,大家習 慣稱為串著打。其實是不對的,正確的說法是電纜并聯著打。 八、測量儀表常用名詞解釋: 量程:(滿度值)儀表標定的最大值。 測量范圍:在正常工作條件下,儀表能按規定的準確度測量的范圍。 分辨力:儀表最后一位數字能夠準確顯示的最小值。 基本誤差(準確度):在規定的條件下,允許存在的最大誤差,也稱允許誤差。 分度:儀表表盤相鄰二個刻度線所形成的格叫分度,分度代表的值叫分度值。 計算舉例:工頻耐壓試驗臺的電壓表 0-1000V 有 5 個分度(格),計算分度值。 分度值=1000/5=200V

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