电力电缆的电容计算

电缆本身便是一个标准的圆柱形电容器。导电线芯和接的金属屏蔽 层(或金属护套)构成了电容器的两个极。 电容电流将会限制电缆的传输 容量和长度。通过电容的测量，也可检查电缆的质量和工艺。所以电容 亦是电缆较重要的一个电气参数。

单芯电缆电容的计算可忽略边缘效应。介质中任一点的电场均沿半 径方向分布。类似绝缘电阻的计算方法，在绝缘中距电缆中心 x 处取一 单位长度的小圆柱体。据高斯定理，穿出均匀介质中任意闭合面的电场 强度矢量的通量，恒等于闭合面内所包围的电荷的代数和与介质的介电 常数 T之比，而与闭合面的形状大小，电荷分布无关。

因对称关系，各处的电场都是沿着与导线相垂直的方向(忽略电场的 切向分量)，这样圆柱体侧面上的电场方向处处都与侧面积的外法线方向 一致，在数值相均相等。而圆柱的上下底面积上的电场方向则与外法线 方向垂直。因此，在积分过程中，只计算圆柱侧面积上的电场通量即可。 所以

式中，g 为线芯所带电荷；Ti 为介质的介电常数；E 为场强。

式中，Di 为绝缘层外径；Dc 为导电线芯外径(含内半导电层)。 所以单位长度电缆的电容

式中，T0 为真空介电常数，T0 = 8 . 86 × l0 - l2F/m；T为绝缘材料的相对介电 常数。

为方便计，可写成

G 为几何因数，如前述。

对于多芯圆形芯电缆，三芯联在一起对金属屏蔽层(或金属护套)的 电容

C = × 10 - 12 F/m

对于扇形芯电缆，三芯联在一起对金属屏蔽的电容

C = ε× 10 - 12 F/m

常用绝缘材料(相对)介电常数和 tgδ如表 14 - 9。

表 14 - 9    电缆常用绝缘材料相对介电常数 ε及 tgδ

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