电力电缆电气参数及电气特性讨论

随着城市的开发建设，电力电缆是我国重要的产业之 一，其

新能源的开发促进该产业的进一步发展。电力电缆的 安全、供电稳定、维维修简便等优势决定其深受城市规划建 设的欢迎。然而电力电缆由于参数的不稳定和复杂性，其参 数会随着零序电流的变化而变化。

一、电力电缆的概述

1. 海底电力电缆 海底电力电缆是相对于海域中的岛屿 设定建立，解决岛屿与岛屿、岛屿与或跨海之间电 信传输的技术问题， 同时也为海底石油、 天然气开采的供电。 海底电缆主要敷设在海底或河流水下，其主要用于水下的大 功率输出电能。我国第一条海底电缆是在 1988 年竣工，目 前我国海底电力电缆具有很大发展空间。

2. 地下电力电缆 地下电力电缆被城市规划建设广泛应 用，其主要应用于城市地下电网、发电站的引出线路和煤矿 开采的大功率电能输出和分配等方面。电力电缆主要由负责 输送电能的线芯、起绝缘作用的内、外绝缘层、导体和绝缘 屏蔽层和防止外界杂质和水分侵入防水保护层四部分结构 组成。其具有占地少、传输稳定性高、超高压、大容量、安 全等优势，深受大型城市建设的欢迎。

3.

缆主要根据电压等

电力电缆的分类极其应用 电力电

级和绝缘材料进行分类。根据电压等级的不同可将电力电缆 分为中、低压电力电缆（ 35kv 及其以下），高压电缆（ 110kv 以上），超高压电缆（275〜800kv以内）和特高压电缆（1000kv 以上）。

根据绝缘材料的不同可分为油浸纸绝缘电力电缆，早期 该绝缘被广泛使用，其具有使用寿命长，安全性能高，价格 低廉的优势，但是其敷设受到落差的，使其在很多领域 中不能被广泛使用；塑料绝缘电力电缆，用挤压塑料达到绝 缘的效果，常用聚氯乙烯、 聚乙烯和交联聚乙烯的挤压塑料。 该电缆具有结构简单、可塑性高、重量轻、敷设安装便捷， 不收敷设落差，在低压电缆中被广泛应用，但是其存在 树脂化击穿现象，因此在高压电缆中禁用；橡皮绝缘电力电 缆，其利用橡胶混合物的绝缘效果使其导电与周围环境起到 绝缘，常用的绝缘塑料有丁苯胶混合物、 乙丙胶和丁基胶等。 该电缆具有柔软、弹性好，适合多次移动、符合弯曲半径小 的环境；除了上述分类外还可以按照电流将其分为交流电缆 和直流电缆。

二、电力电缆电气的主要参数及其电气特性 电力电缆的参数分为一次参数和二次参数，一次参数包 括电缆线芯的有效电阻、电感、电容、绝缘电阻等，其决定 于电缆的结构、材料和传输信号的频率；二次参数包括相移

常数、衰减常数、波阻抗等，起决定于电缆回路的传输特性。

1.电缆线芯的有效电阻

电缆线芯的参数包括有效电阻、

电感和电容。 线芯的电阻是由线芯的材料、 线芯的工作温度、 长度、横截面积等数据有关，其值与导线长度成正比，与横 截面积成反比，其阻值还会受到工作环境和温度的影响，例 如周围环境得到温度直接影响电缆的电阻值。一般利用电阻 表测其电阻，但是由于电流表采用的是直流测量的原理，其 测得的阻值并不是实际的有效值，需要对其数值进行计算得 出其有效值，计算公式为：

R 有效值 =R 测量值（ 1+ya+yb）

（R有效值：线芯的有效电阻； R测量值：电流表的测

量值；ya：趋肤效应因数；yb:临近效应因数）

2.电感

电感是指电力电缆的传输过程中的电流发生变化而产 生的阻碍电流变化的能力，符合电磁感应原理。电感参数的 大小与组合电缆设计的电缆的长度和电缆间隙距离。该参数 的测量较为复杂，其数值受到周围环境的影响，例如铁磁材 料，其数值十分不稳定。其数值的确定主要靠电感表测量， 一般选取一段电缆进行测量，从而估算整个电缆的电感值。

（为了降低受到环境的影响，测量时尽可能与其工作状态的 位置和放置方式相同进行测量）

3.电容

电容是电力电缆中一个非常重要的一个参数，其决定电 缆线路中电容电流的大小，在超高压电路中电容电流甚至可 以达到与额定电流相接近的电流大小。例如一条

YJLV22-10kv-3*95mm2的电缆敷设长度为 27.8km，其电容电 流的计算公式为：

IC=[(95+1.44S)/(2200+0.23S)]Un*L (IC:电容电流，A; Un :线路的额定电压， 缆线路长度，km; S:电缆横截面积，mm2)

4. 相移常数

电缆行波中的电磁波沿电缆的单位长度均匀线路传输 时的相移值，其数值对相敏电子系统的重要指标，一般用 表示。

5.衰减常数

衰减常数是信号在电缆传输过程中的耗损程度。电缆在 使用过程中的主要损耗是电缆本身电阻的热损耗，不同材料、 横截面积、温度的损耗程度不同，例如常规的电缆损耗为 5-8%，尽可能的减少损耗，从而提升传输效率。一般按照以 下公式计算:

R= p *L/S

(R:电阻，Q; p :电阻率，Q ?m； L:长度，m2; S: 横截面积， m)

由上述计算公式可知，其导线长度一定的条件下，电阻 率越大，横截面积就越大。 6.特性阻抗

电缆线路中电压波在运动过程中对电容不断充电，并产 生电流波， 相对应的电压与电流波之间的关系用波阻抗 （ Z0） 来表示。波

KV; L:电

B

阻抗与介质材料、介电系数、导磁系数、电缆的 横截面积和芯线与外皮之间的距离有关。阻抗与电阻是两个 物理概念，电阻是指在直流电路中随电流的阻碍作用，而在 交流电路中除了电阻，还有电感和电容对电流产生阻碍作用 的电抗，这里所说的阻抗是指电阻与电抗共同的阻碍电流的 能力。电缆中阻抗表示电缆中个点的行波信号的电压与电流 值比，其中电压与电流波之间的关系可用以下关系式表示：

正向电压： U+/i+=Z0

反向电压： U-/i-=-Z0 电缆回路中当特性阻抗与负载阻抗相等时，终端反射现 象消失，电缆可以向负载输出最强的信号。电缆回路中的阻 抗不在于其值的大小，而是根据线路的具体的参数与使用方 式决定。例如同轴电缆阻抗是不平衡阻抗，其在电缆回路中 导体走的是正讯号，编织层走的是负信号，其同心度、发泡 度和导体表面的平整度都影响电缆的阻抗，而阻抗值与电缆 损耗有直接关系。

结束语

综上所述，电力电缆电气的参数与其结构和特性息息相 关，通过计算、测量等方法得出一次参数与二次参数，根据 参数将其应用在恰当的场合，同时也是维修的主要依据之一， 从而延长电缆的使用寿命和提高其使用效率和安全性能。

（作者单位：通化矿业（集团）有限责任公司）