交流電纜在 運行時 ， 其交變 電場會產(chǎn)生 出交
變磁場。交變磁場作用 在金屬上會產(chǎn)生感應(yīng) 渦 流。對交流電纜來 說，這部分感應(yīng)渦流主要會產(chǎn) 生在三芯電纜的銅屏蔽層、鎧裝層和單芯電纜 的
金屬護套上。以下主要闡述 了產(chǎn)生感應(yīng)渦流的原
理及分析其對交流電纜的影響。
1 渦流的產(chǎn) 生
1．1 金屬 的磁 導(dǎo)率 對感應(yīng) 磁場 的影 響
磁力線通過不同的磁介質(zhì) ， 會根據(jù)不 同的介 質(zhì)的相對磁導(dǎo) 率 而 改變磁感應(yīng)強度 的大小。
如果磁力線通過鐵磁金屬的話 ， 磁感應(yīng)強度將提
高 5000倍 。
1．2 交變電場中的感應(yīng)渦流 交流電流穿過環(huán)狀金屬時 ， 在環(huán)狀金屬 內(nèi)部
產(chǎn)生感 應(yīng) 渦流 。
封閉單位金屬環(huán)上的電流大小和距離交變電
流的距離無關(guān) 。
整個 金屬 圓柱上 的渦 流 J為 ：
J：(0 ／2n)(r 2～r 1) LKFr F o／R (1)
式 中 ： 為 非 封 閉 金 屬 環(huán) 相 對 于 交 流 電 中心 所 占的 圓 心 角 ；r 為 金屬 環(huán) 內(nèi)徑 ； r。為金 屬 環(huán) 外 徑； L為金屬長度 ； K 為金屬 內(nèi)電流的變化率(常 數(shù))； 為相對磁導(dǎo)率 ； 。為真空磁導(dǎo)率 ； R為導(dǎo)
體 的電阻 。
1．3 感應(yīng) 金屬 內(nèi)渦流 及 感應(yīng) 電動勢 的方 向 1)金屬 內(nèi)側(cè) ： 渦流方 向與電纜 內(nèi)電流方 向相
反 。
2)金屬外側(cè) ： 渦流方 向與電纜 內(nèi)電流方 向相
同 。
3)金屬上的感應(yīng) 電動勢 和感應(yīng)電流的方 向
一 致 。
1．4 參數(shù)對渦流大小的影響
當金屬的電阻率一定時 ， 金屬內(nèi)渦流 的大小 與導(dǎo)體的長度 、 所 占圓心角大小和內(nèi)、 外徑之差及 導(dǎo)體的相對磁導(dǎo)率成正 比。而常數(shù) K 代表單芯
電纜內(nèi)電流的變化率，而我們 現(xiàn)在運行 電纜都是
交流 50 Hz的，因此 K 的大小只和運行電纜的電 流成正 比。
2 感應(yīng) 渦流對 三芯 交流 電纜 的影響分析
2．1 運行 中三芯 交流 電纜 內(nèi)的感 應(yīng)渦流 運行中三芯交流電纜 內(nèi)的感應(yīng)渦流主要由于
三相電流的共 同作用，產(chǎn)生在銅屏蔽層及鎧裝層
上， 根據(jù)以上 的原理分析，三相電流共 同作用后 ，
總電流很小，因此感應(yīng)層上的渦流也很小 ， 其對電
纜運行的影響可以忽略不計。
2． 2 利用感應(yīng) 渦 流識別 電纜 時必須 注意 的問題 我們經(jīng)常利用感應(yīng)渦流的感應(yīng)信號來識別電 纜 ， 但在實際運用時經(jīng)常會發(fā)生待識別的 電纜 同 時有好幾根都有感應(yīng)信號 ， 從而給電纜識別工作 帶來了困難。當在要識別 電纜的一端加上脈沖交
流信號后 ， 其鎧裝層上也會產(chǎn)生同方 向、同頻率、
同周期的感應(yīng)電動勢。而一般情況下，電纜的鎧
裝層都連接在 電站內(nèi)的接地網(wǎng)上。如果待識別電
纜 中恰好也有一根或幾根 同樣處于休止狀態(tài)， 它 們的鎧裝層兩端所連的接地網(wǎng)正好與要識別電纜
為相同的接地網(wǎng)， 那么在要識別電纜鎧裝層上的感
應(yīng)電動勢的作用下 ， 等待識別電纜的鎧裝層上會產(chǎn) 生與脈沖交流信號同頻率、 同周期的電流。這就是
造成同時有幾根電纜上都會有感應(yīng)信號的原因。
從以上分析來看， 要解決這個問題，只要把需
要識別電纜鎧裝層一端 的接地拆除 ， 那么就切斷 了待識別電纜鎧裝層之間的電流通路 ， 從而保證
了信號的唯一性 。
3 感應(yīng)渦流對單芯交流 電纜的影響分析
3．1 降低金屬護套上感應(yīng)渦流的方法
現(xiàn)在的單芯 電纜一般都是 110 kV及以上 的 高壓電纜 ， 根據(jù)渦流原理的分析 ， 參數(shù) K(電流率
化率)、 L(線路長度)增 大后，感應(yīng)渦流也會 隨之 增大 。因此對大電流、長距離的單芯高壓電纜要采 取特殊的手段來減小其金屬護套上的感應(yīng)渦流。
我們最常使用的方法就是令金屬護套交叉換 位互聯(lián)并通過閥片接地 ， 這樣 不但能有效降低正
常運行中超高壓電纜金屬護套上 的感應(yīng)電壓，特
別是 當高壓電纜發(fā)生接地故 障時， 通過 閥片放 電 能從金屬護套上帶走近 1／2的故障 電流，起到了
對電纜外護層及本體的保護作用。
3．2 單芯 高壓 電纜 對其周 圍金屬 的影 響 單芯高壓電纜除 了對金屬護套 的影響，單芯
超高壓電纜也會在其周 圍金屬上產(chǎn)生感應(yīng)渦流 。
特別 是 當電纜 穿過 環(huán)狀 金 屬 時 ，必須 通 過 一些 措 施來降低渦流 。
根據(jù) 渦流 原理 的分 析 ， 金 屬 渦 流 大 小 主要 由 下列 參數(shù)決 定 。
1)所 占的 圓心角 ：當 =2丌時 ，即金屬 為環(huán)
繞電纜的環(huán)狀金屬 ， 產(chǎn)生的渦流將最大。
2)金屬 長 度 L：隨 著 金 屬 長 度 的增 大 ，渦 流
也將等比例增大。
3)金屬相對磁導(dǎo)率 ：當金屬為鐵磁性 時，
渦流將增大近 5 000倍 。
根據(jù) 以上分析 ，能得出以下結(jié)論 ：
1)盡量避免單芯超高壓電纜穿過環(huán)狀金屬。
2)沿電纜方向避免有長距離金屬 。
3)電纜周圍避免使用鐵磁性的金屬。
在實際運用中， 有些措施完全符合以上分析。
如不允許單芯超高壓 電纜穿過鋼管；排管內(nèi)大部
分使用紅泥管；電纜 夾具一般使用鋁合金或塑料 夾具 等 。
4 為降低 單芯交流電纜渦流的誤 區(qū)分析
為降低單芯交流 電纜對周 圍導(dǎo)體 的影響 。 而 采取的措施 中，尚存在著一些誤 區(qū)。
出于對結(jié)構(gòu)強度 的考慮，電纜支架一般都采
用鐵質(zhì)材料 ，當大電流電纜終端穿過環(huán)狀支撐平
臺時 ， 渦流的影響已不容忽視 。對此 ， 一般采用縱
向割斷環(huán)狀鐵板，然后用銅等抗磁性材料焊接 ， 想 利用銅等抗磁性材料來切斷“磁回路”。這其 中存
在認識上 的誤 區(qū)， 即根本不存在什么“磁回路”， 具
體分析如下。
1)假設(shè)處理后．鐵磁導(dǎo)體所 占圓心角大小為
0，， 而銅 金 屬 占 ，并 且 。+0 一2丌， 整 個 金 屬 環(huán)
內(nèi)的渦流 j為 ：
j一( 1 ／2丁 c )(r 2一 r1)LK#， 鐵 o ／R+ ( 2 ／2丁 c )
(r 2一r【) LK 銅 0／R
一(0 l 鐵+ -02 錒)(r 2一r 1) I r K#o ／2丁 c R ( 2)
式(2)中符號含義同式(1)。
由于 > > ，總 的 渦流 大 小 沒 有 太大 的變
化 。
2)我們進行 以下實驗來進一步分析 ：
實驗條件 ：選用 266 CI
AMP METER型鉗
形電流表 ， 量程選 ACA 200。測量一單相 380 V
電纜 后 所得 的數(shù)據(jù) 見 表 1。
表 1 測量結(jié)果
3)實驗數(shù)據(jù) 與式 (2)的分析一致 ， 進一步證
明了“切斷 磁 回路 ”的認 識誤 區(qū) 。由 此可 見 ， 單 芯
高壓電纜嚴禁穿鐵磁性鋼管 ，即使采取割開銅焊
的方式也無法減小鋼管內(nèi)渦流的大小。
4)上 述 結(jié) 論 在 實 際 運 用 中也 被 印證 。很 多
工程中的做法受這個認識誤區(qū)所影響， 有時甚至起
到了反作用。海底電纜的外護層必須使用鋼絲鎧
裝 ， 為了減小鋼絲鎧裝上的渦流， 一般采取方法是 使用三等分或五等分的方法鑲嵌銅絲， 根據(jù)以上分
析可知 ： 鋼絲鎧裝上的渦流不會有變化 ， 而銅絲上
的渦流可以忽略不計 ， 最終總感應(yīng)渦流沒有變化。
4 對 降低 電纜支 架感應(yīng) 電流的探 討
根據(jù)高斯定理 ， 磁感應(yīng)強度 B的環(huán)流等于穿
過積分回路 的所有傳導(dǎo) 電流強度代數(shù)和的 。(真 空磁導(dǎo)率)倍。有此可得 ，電纜支架的立柱如果都 是空心圓柱體 ， 對 于同一根穿過圓柱體導(dǎo)體的磁
力線有 B +B = ： =0， 那么穿過導(dǎo)體的所有傳導(dǎo)電 流強度代數(shù)和為 0。
實驗證明， 將并攏 的鉗 型 電流 表垂 直置 于單芯