鋼芯鋁纜

鋼芯鋁纜,或稱鋼芯鋁線(Aluminium Conductor Steel Reinforced, or ACSR),是使用在架空電線上,以拉力強之鋼線作為導線之心,周圍繞以鋁線供通電的纜線。

特性

外層使用鋁線因鋁具有良好導電性、重量輕、便宜。內層使用鋼線因其拉力強。僥倖的是,雖然鋼線的導電性較差,但由於集膚效應,電流大部份經由纜線外層通過。因此內層導電性較差也無所謂,內層阻抗越高越好。

構成

它內部是鋼“芯”,外部是用鋁線通過絞合方式纏繞在鋼芯周圍;鋼芯主要起增加強度的作用,鋁絞線主要起傳送電能的作用;

對高電壓的輸電線路,由於線路的路徑有限,又不可能在一個路徑上架多條線路,人們想出了採用一個路徑,一套鐵塔,掛多條導線,即一條線路相當於架了多條線路的方法;對500KV的輸電線路,我國大多採用掛四條導線的方式,這就被命名為“四分裂線”,其實這四分裂線就是普通的四根鋼芯鋁絞線,沒有什麼特殊的,不是一根是鋼,三根是鋁;與“裸”導線相對應,也有架空絕緣導線,型號多為JKLYJ,是架空鋁材質交聯聚氯乙烯封裝導線;在我國城市及對供電可靠性要求比較高的配電系統中已廣泛使用,雖然價格偏高,但卻是配電線路的發展方向。

作用和優點

鋼芯鋁絞線具有結構簡單、架設與維護方便、線路造價低、傳輸容量大、又利於跨越江河和山谷等特殊地理條件的敷設、具有良好的導電性能和足夠的機械強度、抗拉強度大、塔桿距離可放大等特點。因此廣泛套用於各種電壓等級的架空輸配電線路中。

集膚效應

定義

集膚效應(又稱 趨膚效應或直譯作 表皮效應,英語: Skin effect)是指導體中有交流電或者交變電磁場時,導體內部的電流分布不均勻的一種現象。隨著與導體表面的距離逐漸增加,導體內的電流密度呈指數遞減,即導體內的電流會集中在導體的表面。從與電流方向垂直的橫切面來看,導體的中心部分幾乎沒有電流流過,只在導體邊緣的部分會有電流。簡單而言就是電流集中在導體的“皮膚”部分,所以稱為 集膚效應。產生這種效應的原因主要是變化的電磁場在導體內部產生了渦旋電場,與原來的電流相抵消。

減緩趨膚效應的方法

一種減緩趨膚效應的方法是採用所謂的利茲線。利茲線採用將多條金屬導線相互纏繞的方法,使得電磁場能夠比較均勻地分布,這樣各導線上的電流分布就會較為平均。使用利茲線後,產生顯著趨膚效應的頻率可以從數千赫茲提高到數兆赫茲。利茲線一般套用在高頻交流電的傳輸中,可以同時減緩趨膚效應和鄰近效應。

高電壓大電流的架空電力線路通常使用鋼芯鋁絞線,這樣能使鋁質部分的工作部分溫度降低,減低電阻率,並且由於趨膚效應,電阻率較大的鋼芯上承載極少的電流,因而無關緊要。

還有將實心導線換成空心導線管,中間補上絕緣材料的方法,這樣可以減輕導線的重量。

在傳輸的頻率在甚高頻或微波級別時,一般會使用鍍銀(已知的除超導體外最好的導體)的導線,因為這時趨膚深度如此之淺,以至於更厚的銀層已經是浪費了。

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