金屬屏蔽層(金屬護(hù)套)和鎧裝層損耗
線芯回路產(chǎn)生的磁通，亦和金屬屏蔽層(金屬護(hù)套)及鎧裝層相鏈，必 然在金屬屏蔽層和鎧裝層上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也就會(huì)產(chǎn)生電磁損耗。
(一)金屬屏蔽層(金屬護(hù)套)損耗
在實(shí)際工程中，一方面為了減少感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，另一方面，保護(hù)系統(tǒng)需 用金屬護(hù)套做為接地電流的通路，所以大多數(shù)情況下，金屬護(hù)套兩端都是 接地的，則必然會(huì)產(chǎn)生環(huán)流損耗。又由于金屬護(hù)套各點(diǎn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不 同，形成電位差，又會(huì)造成渦流損耗，所以金屬屏蔽層損耗應(yīng)為二者之和。
首先分析環(huán)流損耗。最簡單的是由兩根單芯電纜組成的單相回路。
如前述，單相回路單位長度金屬屏蔽層中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
Es = - j1Xs
式中，1 為線芯電流；Xs 為單位長度金屬屏蔽層的感抗，Xs = 2o(ln) x
l0 - 7Q/m。
則接地回路電流
Es
1s =
式中，Rs 為金屬屏蔽層電阻。故單位長度電纜金屬屏蔽層損耗為
I2 xs2
Rs2 + xs2
實(shí)際工程中，常以線芯損耗 Wc 作為基值的百分比表示，即損耗因數(shù)
值定理，Rs 自 0一 2 中 Ws 必有一極值。令 = 0，得當(dāng) xs = Rs 時(shí) Ws 最
大。又隨電纜敷設(shè)距離的增加，所鏈磁通亦增加，感應(yīng)電流也越大，造成 的損耗也大。所以在金屬護(hù)套接成通路的情況下，應(yīng)盡可能減少敷設(shè)距 離，以減少護(hù)層損耗。
除了環(huán)流損耗外，即使在一點(diǎn)接地的開路情況下，也由于金屬護(hù)套上 各點(diǎn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同而形成局部電流而造成損耗。其和線芯損耗的比 值記為 λ"1。
所以金屬屏蔽層(金屬護(hù)套)總的損耗因數(shù)
λ1 = λ'1 + λ"1
對(duì)于 λ'1 和 λ"1 的計(jì)算公式可采用國際電工委員會(huì)〔1EC—287〕所規(guī)定 的公式，詳見表 23 - 4。
電纜型式及 敷設(shè)連接方式 | 1 | 1 | 備 注 |
鋼管形三芯電纜 (每一芯絕緣層 表面有屏蔽或金屬護(hù) 套) |
Rs 1 .7Xs |
不 計(jì) | 如每一絕緣線芯具有一金 屬傳壓膜套和非磁 性加強(qiáng) 帶，也可應(yīng)用此式計(jì)算λ·1， 此時(shí) Rs 為護(hù)套電阻與加強(qiáng) 帶電阻③ 并聯(lián)值，而 Ds = D·s = ^( (對(duì)于橢 圓形線芯，Ds1，Ds2 分別取其最大和最小直徑的 幾何平均值)，Ds1 為金屬傳 壓膜平均直徑，Ds2為加強(qiáng)帶 平均直徑 |
R Rs + Xs |
Ds1 + Ds2)/2，①對(duì)于分裂線芯結(jié)構(gòu)，λ"1 等于護(hù)套單點(diǎn)連接時(shí)的 λ"1 乘以 F。
②對(duì)于等距平行并列敷設(shè)正規(guī)換位電纜，三段的平均每相單位長度損耗可用等邊三角形敷設(shè)的參 數(shù)(A1，A2 )和計(jì)算公式計(jì)算 λ"1。
對(duì)于交叉連接電纜，如三段長度不相等而分別為 ma，na，a，則 λ·1 等于相應(yīng)敷設(shè)位置、不換位電
纜每大段二端連接接地的 λ·1 乘以()2，如不知每段電纜長度，則對(duì)于直埋電纜 λ·1 =
0 . 03，敷設(shè)在水泥槽管道中電纜 λ·1 = 0 . 05。
③加強(qiáng)帶電阻計(jì)算的規(guī)定：
(1)對(duì)于繞包節(jié)距很大(軸向加強(qiáng)帶)的加強(qiáng)帶，其電阻可按一個(gè)內(nèi)徑和重量都和加強(qiáng)帶相同的 圓柱體計(jì)算。
(2)若加強(qiáng)帶與電纜軸約呈 54。，或包繞節(jié)距很短但有互相接觸的兩層或兩層以上的加強(qiáng)帶，其 電阻為(1)的 2 倍。
(3)若加強(qiáng)帶包繞節(jié)距很小(徑向加固)，其電阻可認(rèn)為等于無窮大，即損耗可忽略不計(jì)。
(二)鎧裝層中的損耗
如電纜具有鎧裝，鎧裝將在不同程度上改變護(hù)套電流，因之損耗也隨 之改變。同時(shí)，當(dāng)鎧裝接成通路時(shí)，鎧裝中也會(huì)產(chǎn)生損耗。計(jì)算鎧裝損耗 公式的推導(dǎo)過程比較繁鎖，這里只介紹 1EC 推薦的計(jì)算公式。
非磁性材料鎧裝損耗可用下述方法計(jì)算：以護(hù)套和鎧裝并聯(lián)電阻代 替 Rs ，護(hù) 套 直 徑 和 鎧 裝 直 徑均 方 根 值 代 替 護(hù) 套 平 均 直 徑
用相應(yīng)單一護(hù)套公式計(jì)算護(hù)套和鎧裝中總損耗。
順便指出，單芯電纜(小截面電纜 10mm2 除外)一般不容許采用鋼帶 鎧裝，因?yàn)閷儆诖判圆牧系匿搸?huì)大大增加護(hù)套及鎧裝損耗。第三章已
經(jīng)講過，高壓單芯充油電纜采用銅帶作為徑向或軸向加固(鎧裝)。高落 差或水底單芯電纜容許采用鋼絲鎧裝以承受軸向拉力，因?yàn)殇摻z鎧裝可 以采取措施(大的包繞節(jié)距，鋼絲中夾以非磁性材料金屬絲)，以減小它的 磁效應(yīng)。
對(duì)于鋼絲鎧裝圓形三芯電纜，鎧裝中損耗可用下列公式計(jì)算：
式中，s 為線芯中心軸間距離，單位為 cm；△A 為鎧裝等效厚度，
單位為 cm；AA 為鎧裝截面積，單位為 cm2；DA 為鎧裝平均直徑，單位為 cm；以為鋼帶有效磁導(dǎo)率(一般取 300)。
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