交流电流的趋肤效应及其对载流导线损耗的影1响.pdfVIP

交流电流的趋肤效应及其对载流导线损耗的影响 杜保明 2006.10.[初] 内容提要： 电流的趋肤效应使电流向导体的表面集中，导致实效载流面积减小，导体上的电流密度，电阻和损耗 增加；趋肤效应对载流导体的影响与电流的频率和导体的截面形状有关； 以下内容通过计算和分析，说明趋肤效应对常用的圆铜线和扁铜线等的影响程度，以及如何合理的选 择导体的尺寸和截面形状减低趋肤效应的影响； 主要词语： 趋肤效应，深度，有效载流面积，交流电阻，损耗，热态损耗，温升，多股线，带状线，管，泊 1。 电流的趋肤效应 直流电流流过导体时，电流在导体的载流截面上是均匀分布的，导体对电流的阻碍作用即是所 谓的直流电阻。 交流电流流过导体时，电流方向是交替变化的，电流在导体中所产生的交变磁场对电荷的推斥 作用力，迫使电流电荷向导体的表面集中，使得导体的实际有效载流面积减小。 交流电流流过导体时，发生电流向导体表面集中的现象，称之为交流电流的趋肤效应；电流离 开导体载流面中心向表面集中的程度，可以用趋肤效应深度来衡量。 趋肤效应深度可以表达为： 66. d = k x (mm) f 式中，f是电流的频率（Hz）， k 是常数： 1/2 1 1 k = x μr 1 r -- r = 1 式中 μ 导体材料的相对导磁率（铜和其他非磁材料 μ ） ρ -- 导体材料的电阻率 c -- 20 c = 0.01749 -m/1mm2 ） ρ 铜材的电阻率（ ℃时，ρ Ω 对铜而言，k = 1 。 2 。 导线的直流电阻和高频电阻 2-1 圆导线的直流电阻和高频电阻 由上可知，导线的电阻和材料的电阻率 ρ ，导线的长度 ，有效载流截面面积 ，所传送 ( ) ( L) ( S ) 电流的频率 ，以及导体的自身温度 有关。 ( f ) ( T ) a 圆导线的直流电阻计算式为： x [ 1 + k x ( T -20 ) ] x L / S Rdc = ρ 式中 ρ -- 导体材料的电阻率 r1 k -- 导体材料电阻率随温度的变化系数 T -- 导线的温度（℃） 直流时的载流截面 L 导线的长度（ ） -- m 面积： 2