金属屏蔽层(金属护套)和铠装层损耗

线芯回路产生的磁通，亦和金属屏蔽层(金属护套)及铠装层相链，必 然在金属屏蔽层和铠装层上产生感应电动势，也就会产生电磁损耗。

(一)金属屏蔽层(金属护套)损耗

在实际工程中，一方面为了减少感应电动势，另一方面，保护系统需 用金属护套做为接地电流的通路，所以大多数情况下，金属护套两端都是 接地的，则必然会产生环流损耗。又由于金属护套各点的感应电动势不 同，形成电位差，又会造成涡流损耗，所以金属屏蔽层损耗应为二者之和。

首先分析环流损耗。最简单的是由两根单芯电缆组成的单相回路。

如前述，单相回路单位长度金属屏蔽层中的感应电动势

Es = - j1Xs

式中，1 为线芯电流；Xs 为单位长度金属屏蔽层的感抗，Xs = 2o(ln) x

l0 - 7Q/m。

则接地回路电流

Es     

1s =

式中，Rs 为金属屏蔽层电阻。故单位长度电缆金属屏蔽层损耗为

I2 xs2    

Rs2 + xs2

实际工程中，常以线芯损耗 Wc 作为基值的百分比表示，即损耗因数

值定理，Rs  自 0一 2 中 Ws 必有一极值。令  = 0，得当 xs = Rs  时 Ws 最

大。又随电缆敷设距离的增加，所链磁通亦增加，感应电流也越大，造成 的损耗也大。所以在金属护套接成通路的情况下，应尽可能减少敷设距 离，以减少护层损耗。

除了环流损耗外，即使在一点接地的开路情况下，也由于金属护套上 各点的感应电动势不同而形成局部电流而造成损耗。其和线芯损耗的比 值记为 λ"1。

所以金属屏蔽层(金属护套)总的损耗因数

λ1 = λ'1 + λ"1

对于 λ'1 和 λ"1  的计算公式可采用国际电工委员会〔1EC—287〕所规定 的公式，详见表 23 - 4。

①对于分裂线芯结构，λ"1 等于护套单点连接时的 λ"1 乘以 F。

②对于等距平行并列敷设正规换位电缆，三段的平均每相单位长度损耗可用等边三角形敷设的参 数(A1，A2 )和计算公式计算 λ"1。

对于交叉连接电缆，如三段长度不相等而分别为 ma，na，a，则 λ·1  等于相应敷设位置、不换位电

缆每大段二端连接接地的 λ·1  乘以()2，如不知每段电缆长度，则对于直埋电缆 λ·1 =

0 . 03，敷设在水泥槽管道中电缆 λ·1 = 0 . 05。

③加强带电阻计算的规定：

(1)对于绕包节距很大(轴向加强带)的加强带，其电阻可按一个内径和重量都和加强带相同的 圆柱体计算。

(2)若加强带与电缆轴约呈 54。，或包绕节距很短但有互相接触的两层或两层以上的加强带，其 电阻为(1)的 2 倍。

(3)若加强带包绕节距很小(径向加固)，其电阻可认为等于无穷大，即损耗可忽略不计。

(二)铠装层中的损耗

如电缆具有铠装，铠装将在不同程度上改变护套电流，因之损耗也随 之改变。同时，当铠装接成通路时，铠装中也会产生损耗。计算铠装损耗 公式的推导过程比较繁锁，这里只介绍 1EC 推荐的计算公式。

非磁性材料铠装损耗可用下述方法计算：以护套和铠装并联电阻代 替 Rs ，护 套 直 径 和 铠 装 直 径均 方 根 值 代 替 护 套 平 均 直 径

用相应单一护套公式计算护套和铠装中总损耗。

顺便指出，单芯电缆(小截面电缆 10mm2  除外)一般不容许采用钢带 铠装，因为属于磁性材料的钢带会大大增加护套及铠装损耗。第三章已

经讲过，高压单芯充油电缆采用铜带作为径向或轴向加固(铠装)。高落 差或水底单芯电缆容许采用钢丝铠装以承受轴向拉力，因为钢丝铠装可 以采取措施(大的包绕节距，钢丝中夹以非磁性材料金属丝)，以减小它的 磁效应。

对于钢丝铠装圆形三芯电缆，铠装中损耗可用下列公式计算：

式中，s 为线芯中心轴间距离，单位为 cm；△A 为铠装等效厚度，

单位为 cm；AA  为铠装截面积，单位为 cm2；DA  为铠装平均直径，单位为 cm；以为钢带有效磁导率(一般取 300)。

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