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谐波环境下铜铝电缆导体交流电阻对比分析

亚洲电能质量联盟2018-10-10 16:34:27
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谐波环境下铜铝电缆导体交流电阻对比分析
摘要:目前铜电缆铝替代放佛是一个主要趋势,但铜电缆本身所具有的优势并非是铝合金电缆所能具备的。为此本文从谐波环境下分析铜铝电缆的电阻值,以便使用户了解铜铝电缆在损耗特性方面上的差异,为铜铝电缆的选择提供指导意见。
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导体交流电阻计算原理
单位长度导体交流电阻的计算公式为:
表1 金属电阻率和温度系数
集肤效应系数的计算公式为:
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谐波环境下电阻值对比
图1 导体交流电阻随频率变化的规律(60℃)(蓝色为铜,绿色为铝)
图2 不同工作温度下的导体交流电阻值(蓝色为铜,绿色为铝)
图2 不同工作温度下的导体13次谐波交流电阻值(蓝色为铜,绿色为铝)
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结论
通常认为增大铝电缆截面规格能够使得铝电缆在交流电阻值上与铜电缆接近或者更低,但该结论只适用于基波条件下,且工作温度偏低情况。通过本文的分析可知,当电缆工作温度为90℃时,尽管增大铝电缆的截面规格,但是其电阻值与铜电缆相比仍然偏大;同时,当系统存在谐波时,由于导体的趋肤效应,铝电缆电阻值将超过铜电缆电阻值。究其根本是由于导体本身的导电特性决定的。因此在谐波环境下,铝合金电缆电阻值会比铜电缆电阻值增加的更快,从而也会使导体工作温度升高,从而导致损耗进一步增大。
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左一为作者
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