電線電纜相關(guān)的電工基礎(chǔ)知識
時(shí)間：2022-09-22瀏覽：
電線電纜的用途是輸送電能的，就像給水系統(tǒng)的自來水管，沒有水管水就不能輸送。發(fā)電
廠發(fā)出的電能沒有電線、電纜就不能輸出到千家萬戶、各個(gè)用電單位。
電線電纜的生產(chǎn)、檢測人員，要做好本職工作，靈活地處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題，就要
了解和掌握一些與其相關(guān)的電工基礎(chǔ)知識。
一、名詞解釋：
交流電：電流方向和大小隨時(shí)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(shù)，單位是赫茲（Hz）。
工頻電：工業(yè)用的交流電源，我國工頻電的頻率是 50 赫茲。
電壓：導(dǎo)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(guān)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(dǎo)體、對屏蔽層、鎧裝層、護(hù)套、地的額定工頻電壓，稱相電壓。
U 電纜導(dǎo)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(diǎn)接地方式有關(guān)，在電源中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)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(shí)間產(chǎn)生的熱量相
等，這一直流電的數(shù)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******值：交流電在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)的******值，用 Um表示。
Um= 2·U =1.41·U
220V 交流電******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(dǎo)體電阻：電流通過導(dǎo)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(guī)定的條件下的直流電阻，是電氣設(shè)備和電氣線路最基本的絕緣指標(biāo)。
電阻值越大阻止漏電流的能力越強(qiáng)，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(shí)間內(nèi)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(gè)彼此絕緣相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）就構(gòu)成了一個(gè)最簡單的電容。電容是容
納電荷的器件，特點(diǎn)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(zhuǎn)化為磁能存儲起來的器件，特點(diǎn)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(dāng)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(xiàn)出純電阻性質(zhì)叫諧振，諧振分串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。
串聯(lián)諧振可以在電感、電容上產(chǎn)生比電源電壓大很多倍的高電壓。電纜的局放試驗(yàn)系統(tǒng)就
是采用串聯(lián)諧振方法，被試電纜通過油杯與電抗器、地相接，試驗(yàn)時(shí)通過調(diào)節(jié)電抗器間隙位置，
改變電抗器的電感量，使試驗(yàn)回路的感抗與容抗相等，發(fā)生諧振產(chǎn)生試驗(yàn)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(dǎo)體電阻的溫度系數(shù)：是指導(dǎo)體以 20℃電阻值為標(biāo)準(zhǔn)，溫度每升高（下降）1℃，電阻增
大（減?。┑陌俜?jǐn)?shù)。
電纜絕緣電阻的溫度系數(shù)：不同絕緣材料的電纜絕緣電阻溫度系數(shù)是不同的，共同點(diǎn)是以
20℃電阻值為標(biāo)準(zhǔn)，溫度升高絕緣電阻降低、溫度降低絕緣電阻升高，與導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)換
算結(jié)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(guān)系，是電學(xué)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(yáng)程（輸送）距離越遠(yuǎn)。水管（導(dǎo)體）直徑越大，允許通過的水（電）流就越大。
2.計(jì)算舉例：
一臺電加熱器，額定工作電壓 220V、電流 9A。求加熱器發(fā)熱體的電阻是多少。
根據(jù)公式：
R =
U
I
=
220
9
≈ 24.44（Ω）
加熱器發(fā)熱體的電阻是 24.44Ω。
3.電阻計(jì)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(dǎo)體長度、單位米（m）。
ρ 代表電阻率（Ω·mm
2
/m）
S 代表導(dǎo)體截面積、單位平方毫米（mm
2）
4.計(jì)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(xiàn)場溫度）。
（1）計(jì)算兩種測量方式銅的電阻率。
（2）以年生產(chǎn)用銅量 3000 噸，以電阻測試儀正確接線測的電阻為標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算按錯(cuò)誤接
線測量的數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)造成的銅浪費(fèi)。
根據(jù)公式：ρ =
R·S
L
正確接線：
ρ =
R·S
L
=
0.266·70
1000
= 0.01862
錯(cuò)誤接線：
ρ =
R·S
L
=
0.268·70
1000
= 0.01876
正確接線與錯(cuò)誤接線所測的電阻率相差的%數(shù)：
0.01876-0.01862
0.01862
·100=0.7518%
按錯(cuò)誤接線測量的數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)，會造成生產(chǎn)用銅浪費(fèi)為：
3000·0.7518%=22.554（噸）
4.2 鋁單線的電阻率是 0.0285，現(xiàn)在要生產(chǎn) 120 電纜線芯，20℃直流電阻國家標(biāo)準(zhǔn)
0.253Ω/km。不考慮成纜絞合率因素，計(jì)算 120 電纜線芯允許的最小截面積。
根據(jù)公式：
S =
ρ·L
R
S =
ρ·L
R
=
0.0285·1000
0.253
≈ 113（mm
2）
5.電功率計(jì)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(jì)算舉例：
擠出機(jī)機(jī)身加熱用的鑄鋁加熱器，額定電壓 220Ⅴ、電流 13.6A，計(jì)算加熱器功率。
P = IU = 220×13.6 = 2992（W）
三、串聯(lián)電路與并聯(lián)電路區(qū)別：
1、串聯(lián)：元件首尾依次連接在電路中，電路只有一條路徑。
2、并聯(lián)：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(lián)電路的特性：
（1）串聯(lián)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(lián)電路總電壓等于各元件電壓降之和。
（3）串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和。
（4）串聯(lián)電路總電容量等于各支路電容量的倒數(shù)之和。
五、并聯(lián)電路的特性：
（1）并聯(lián)電路電壓處處相等，各用電器相互沒有影響。
（2）并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和。
（3）并聯(lián)電路總電阻等于各支路電阻的倒數(shù)之和。
（4）并聯(lián)電路總電容量等于各支路電容量之和。
六、電阻、電容串聯(lián)、并聯(lián)電路計(jì)算公式：
（1）電阻串聯(lián)計(jì)算公式：
R總=R1+R2+Rn
（2）電阻并聯(lián)計(jì)算公式： 1
R總
=
1
R1
+
1
R2
+
1
Rn
電阻串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，串聯(lián)的總電阻大于任何一個(gè)分電阻。
并聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的截面積，并聯(lián)的總電阻比任何一個(gè)分電阻都小。
（3）電容串聯(lián)計(jì)算公式： 1
C總
=
1
C1
+
1
C2
+
1
Cn
(4)電容并聯(lián)計(jì)算公式：C總=C1+C2+Cn
電容串聯(lián)相當(dāng)增加了電極之間的絕緣厚度，串聯(lián)的總電容比任何一個(gè)分電容都小。
電容并聯(lián)相當(dāng)增加了電極的表面積，并聯(lián)的總電容比任何一個(gè)分電容都大。
電阻并聯(lián)總電阻值變小、電容并聯(lián)總電容量變大，電阻串聯(lián)總電阻值變大、電容串聯(lián)總電
容量變小，兩者結(jié)果互為相反。
七、電阻、電容并聯(lián)計(jì)算舉例：
（1）維修需要一個(gè) 2 歐姆的電阻，現(xiàn)有 10 歐姆的電阻，計(jì)算需要并聯(lián)一個(gè)多大的電阻？
設(shè)需要并聯(lián)的電阻為 X 根據(jù)電阻并聯(lián)計(jì)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(lián)計(jì)算，可以套用電阻串聯(lián)計(jì)算公式（1）和電容串聯(lián)計(jì)算公式（3），參照
以上方法進(jìn)行計(jì)算。
不論電阻（電容）串聯(lián)、并聯(lián)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，單位要換算一致。
我們在做工頻耐壓試驗(yàn)，為了提高工作效率。經(jīng)常需要把多軸電纜放在一起試驗(yàn)，大家習(xí)
慣稱為串著打。其實(shí)是不對的，正確的說法是電纜并聯(lián)著打。
八、測量儀表常用名詞解釋：
量程：（滿度值）儀表標(biāo)定的******值。
測量范圍：在正常工作條件下，儀表能按規(guī)定的準(zhǔn)確度測量的范圍。
分辨力：儀表最后一位數(shù)字能夠準(zhǔn)確顯示的最小值。
基本誤差（準(zhǔn)確度）：在規(guī)定的條件下，允許存在的******誤差，也稱允許誤差。
分度：儀表表盤相鄰二個(gè)刻度線所形成的格叫分度，分度代表的值叫分度值。
計(jì)算舉例：工頻耐壓試驗(yàn)臺的電壓表 0-1000V 有 5 個(gè)分度（格），計(jì)算分度值。
分度值=1000/5=200V
