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ケーブル電気パラメータの概要
日付:2021-10-19読み:3

ケーブル電気パラメータの総説は、主にケーブル工事に関わる各種物理量を紹介し、私たちが物理学の角度からケーブルがどのように動作しているかを理解するのに役立ち、ケーブルに対する物理学分析と計算を展開するのにも役立ちます。


これらの基本的な概念を学ぶ過程で、私たちを悩ませている問題には、いくつかのものがあります。私たちに異なる角度から再認識させてくれるものもあります。あなたが学んで得られることを願っています。

4.19電気パラメータの概要

用語は、すべての電気工学の範囲内で使用されます。ケーブル工事における実際の応用は本章4.2節を参照し、重要な公式は以下の通りである:

E=IR   (4-21)

O=それ   (4-22)

E=LdI/dt(4-23)

Q=セリウム   (4-24)

  (4-25)

W=EIt   (4-26)

式において、Eは起電力(V)である、Iは電流(A)、Rは抵抗(Q)、Qは総電力量(C)、Lはインダクタンス(H)、Cは静電容量(F)であり、Pはパワー(W)、Wは電気エネルギー(J)、tは時間(s)である。

注:そのうち、4-22のうち、Oは電気量(クーロン)、1アンペア電流が1秒以内に輸送される電気量、1クーロン=1アンペア・1秒

4.19.1抵抗

抵抗Rはスカラー(スカラー(scalar)、「ベクトルなし」とも呼ばれます。一部の物理量は、数値の大きさだけを持ち、方向はなく、部分的にプラスとマイナスの区別があります。物理学において、スカラー(またはスカラー)とは、座標変換の下で不変のままである物理量を指す。一般的に言えば、スカラーは大きさだけで、方向のない量です。),与えられた電流の場合、抵抗は電気エネルギーが熱エネルギーに変換される速度である。熱エネルギー値は電流の2乗に抵抗値を乗じたものである。

直流回路では、


 

式において、Rは抵抗(Ω)である、Eは起電力(V)、Iは電流(A)、Pはパワー(W)である。

4.19.2コンダクタンス

コンダクタンスGは、回路の一部の回路の両端に電位差が与えられる条件で,電気エネルギーが熱エネルギーに変換される速度。熱エネルギーの値は電位差の二乗とコンダクタンスの積に等しい。

式において、Pはパワー(W)である、Eは相対的な電圧(kV)である、Gはコンダクタンス(S)である。コンダクタンスの単位はシーメンス(S)であり、コンダクタンスは抵抗の逆数である。


式において、Gはコンダクタンス(S)である、Rは抵抗(Ω)である。

4.19.3導電率

  ある材料の導電率とは、単位長さの材料の相対断面積間の直流導電性を意味する。これは抵抗率の逆数です。


式において、Gはコンダクタンスである、は面積、lは長さである。

4.19.4体積抵抗率

  材料の体積抵抗率は導電率の逆数である。体積抵抗率の単位は、材料単位長さ単位断面積当たりの抵抗を意味する。


式において、Rは抵抗である、体積抵抗率である、は面積、lは長さである。

4.19.5インダクタンス

インダクタンスLはスカラー、1つの回路内または2つの回路間の電流変化による電位差変化である。

4.19.5.1自己センシング

自感とは、1つの回路内で、電流は指の速度で変化し、回路内に形成された電位差。

インダクタンスの単位はヘンリー(H)であり、1 H閉回路における電流が1 A/sの速度で変化すると1 Vの電位差が生じる。


式において、和は同じ回路のパラメータである、Lは自己インダクタンス係数である。

4.19.5.2相互インダクタンス

はい2つの隣接回路の間の1つの回路電流変化が他の回路に影響を与える性能。

4.19.6多導体ケーブルインダクタンス

多導体は他の導体の配列方式と一致し、次の式に符合する:


式中、GMDは導体間の幾何的な意味での距離(in)であり、GMRは導体の幾何学的な意味での半径(in)である。



4.19.7ケーブル相互インダクタンス

ヒドラ対単心金属シールドケーブルつまり、電流が導体を流れると金属スクリーン上に起電力が発生する。遮蔽がいくつかの点で閉回路を形成すると、電流が発生する。相互インダクタンスは次の式に準拠しています。


式において、は1000 ftごとの中性線相互誘導(H)であり、はシールド半径(in)です。

4.19.8同軸ケーブルインダクタンス

同軸ケーブルには3つのインダクタンスがあり、それぞれエアギャップインダクタンス、内層導体インダクタンス、外層導体インダクタンス。50 kHzより大きい場合はエアギャップインダクタンスのみを考慮する必要がある、かつ誤差は0.5%以内であり、外層導体が管状に配列された同軸ケーブルインダクタンスは次の式に適合する:


式において、長さ1 cmあたりのケーブルインダクタンス(H)である。外層導体内径(in)である、内層導体半径(in)である。

外層導体が撚り又は三つ編み状であると、インダクタンスがやや高くなる。

4.20容量

ケーブルの容量とは導体と絶縁材料を含む電気系における電圧電流の経時変化による導体間起電力の違い。

容量単位はFであり、意味は回路中の電荷が1 C増加すると、回路中の電位差が1 V増加する。

4.20.1ケーブル容量

1 cmの長さのλλの絶縁ケーブルの古典的な容量公式は以下の通りである:

式において、Cは容量である、絶縁材料の誘電率である、Dは絶縁外径、dは絶縁内径である。

通常、  は次の式を使用することもできます。

4.21リアクタンス

リアクタンスは電圧と電流有効値の比率回路部が電源を考慮しないため、電流と電圧の位相差を乗算した正弦波。ループ総リアクタンスはインダクタとリアクタンスの和である。

4.21.1インダクション

インダクタは以下の関係式に符合する:


式において、X,中性線に対するインダクション(Ω/ft)、fは周波数(Hz)、Lはインダクタンス(H/ft)である。

インダクタは次の式で計算することができる:


4.21.2インピーダンス


式において、は耐容性(Ω/ft)、Cは容量(pF/ft)である。

4.21.3総リアクタンス

回路の総リアクタンスはインダクションとリアクタンスの和:

4.22インピーダンス

インピーダンスは両端電位差の有効値と電流有効値の比である。

4.23アドミタンス

アドミタンス(Y)はインピーダンスの逆数である。

4.24電気工事の力率

電力工学における力率とケーブル工学における「力率」意味が違うをオフにします。電力工学における力率は、能動電力と視在電力の比である、視在電力(S)は2つの部分からなり、有効電力と無効電力。それらの和は、みなし電力である。力率の式は次のとおりです。

  電力工学における力率は、有用な量を計算するために使用される例えば、モータでは、インピーダンスと相当部分のインピーダンスが存在し、電流が電圧に遅れてしまう。力率が1.00でリアクタンスがない場合は、電流流流人電動機において(損失を無視して)10 kVA当たりの電力を*10 kWに変換することができます。一方、リアクタンスが存在し、力率が0.8であると仮定した場合、8/10電流が人各相に流れ、8 kWだけがモータに達する。異なる位相部品の電流は総電流を増加させ、ひいては熱損失を増大させる