電線電纜相關的電工基礎知識
時間：2022-09-22瀏覽：
電線電纜的用途是輸送電能的，就像給水系統的自來水管，沒有水管水就不能輸送。發電
廠發出的電能沒有電線、電纜就不能輸出到千家萬戶、各個用電單位。
電線電纜的生產、檢測人員，要做好本職工作，靈活地處理生產中出現的各種問題，就要
了解和掌握一些與其相關的電工基礎知識。
一、名詞解釋：
交流電：電流方向和大小隨時間做周期性變化，用 AC 表示。
直流電：電流方向和大小不變，用 DC 表示。
頻率：1 秒鐘完成周期變化的次數，單位是赫茲（Hz）。
工頻電：工業用的交流電源，我國工頻電的頻率是 50 赫茲。
電壓：導體兩端的電位差叫電壓，基本單位伏特（簡稱伏）用 V 表示。
高壓用千伏（kV）表示。低壓用毫伏（mV）和微伏（μV）表示，它們之間的換算關系是：
1kV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV
電線電纜額定電壓 U0/U 的含義：
U0：電線電纜導體、對屏蔽層、鎧裝層、護套、地的額定工頻電壓，稱相電壓。
U 電纜導體間的額定工頻電壓，稱線電壓。
電纜的額定電壓 U0/U 選擇與電源中性點接地方式有關，在電源中性點直接接地系統中。
U = U0· 3= U0·1.73
交流電的有效值：交流電和直流電通過相同阻值的電阻，如果在相同的時間產生的熱量相
等，這一直流電的數值就叫做這一交流電的有效值，交流電電壓有效值用 U 表示。
我們通常所說的交流電的電流、電壓，用電器銘牌上的額定電壓、電流等都是指交流電的
有效值。
交流電的******值：交流電在一個周期內出現的******值，用 Um表示。
Um= 2·U =1.41·U
220V 交流電******值是：
Um= 2·U=1.41·U=1.41·220≈310V
電流：電子的定向移動叫電流，基本單位安培（簡稱安）用 A 表示。
1kA=1000A 1A=1000mA 1mA=1000μA
導體電阻：電流通過導線所受到的阻力叫電阻，基本單位歐姆（簡稱歐）用 Ω 表示。
絕緣電阻：絕緣物在規定的條件下的直流電阻，是電氣設備和電氣線路最基本的絕緣指標。
電阻值越大阻止漏電流的能力越強，基本單位是兆歐，用 mΩ 表示。
1mΩ=1000kΩ 1kΩ=1000Ω 1Ω=1000mΩ 1mΩ=1000μΩ
電功率：單位時間內電流做的功叫做電功率，基本單位是瓦特（簡稱瓦），用 W 表示：
1kW=1000W 1W=1000mW
電容：兩個彼此絕緣相隔很近的導體（包括導線）就構成了一個最簡單的電容。電容是容
納電荷的器件，特點是通交流電隔直流電。
電容常用的單位是微法（μF）。
1μF=1000nF 1nF=1000pF
電感：電感是把電能轉化為磁能存儲起來的器件，特點是阻礙交流電的通過，對直流電沒
有作用。單位是亨利（H）。
1H=1000mH 1mH=1000μH
純電容電路：電流相位超前電壓 90°
純電感電路：電壓相位超前電流 90°
諧振：在具有電感、電容、電阻的電路，當電路的感抗和容抗相等，電路電壓和電流同相
位，電路對外呈現出純電阻性質叫諧振，諧振分串聯諧振和并聯諧振。
串聯諧振可以在電感、電容上產生比電源電壓大很多倍的高電壓。電纜的局放試驗系統就
是采用串聯諧振方法，被試電纜通過油杯與電抗器、地相接，試驗時通過調節電抗器間隙位置，
改變電抗器的電感量，使試驗回路的感抗與容抗相等，發生諧振產生試驗高電壓。
電阻率：是指長度為 1 米，橫截面積為 1 平方毫米的某種材料在 20℃的電阻值。
銅的電阻率是 0.01724(Ω)，鋁的電阻率是 0.0284(Ω)。
導體電阻的溫度系數：是指導體以 20℃電阻值為標準，溫度每升高（下降）1℃，電阻增
大（減小）的百分數。
電纜絕緣電阻的溫度系數：不同絕緣材料的電纜絕緣電阻溫度系數是不同的，共同點是以
20℃電阻值為標準，溫度升高絕緣電阻降低、溫度降低絕緣電阻升高，與導體電阻溫度系數換
算結果相反。
二、電工常用公式：
1.歐姆定律：
I =
U
R
R =
U
I
U=IR
式中：I 代表電流、單位安培（A），U 代表電壓、單位伏特（V），R 代表電阻、單位歐姆
（Ω）。
歐姆定律解釋了電路中的電壓、電流、電阻三者之間的關系，是電學最基本的定律。
為了便于理解，我們可以形象地把電流想象為水流、電壓想象為水壓、電阻想象為水阻。
水（電）沒有水（電）位差，水（電子）就不能定向移動形成水（電）流。水壓（電壓）
越高，揚程（輸送）距離越遠。水管（導體）直徑越大，允許通過的水（電）流就越大。
2.計算舉例：
一臺電加熱器，額定工作電壓 220V、電流 9A。求加熱器發熱體的電阻是多少。
根據公式：
R =
U
I
=
220
9
≈ 24.44（Ω）
加熱器發熱體的電阻是 24.44Ω。
3.電阻計算公式：
R =
ρ·L
S
L =
R·S
ρ
ρ =
R·S
L
S =
ρ·L
R
式中：R 代表電阻、單位歐姆（Ω），L 代表導體長度、單位米（m）。
ρ 代表電阻率（Ω·mm
2
/m）
S 代表導體截面積、單位平方毫米（mm
2）
4.計算舉例：
4.1 首件檢測 QJ36 直流電阻測試儀至電橋夾具電流端子與電壓端子連接線互為接反，測
70平方銅絞線電阻為0.268Ω/km。正確接線后，再次測量電阻為0.266Ω/km（不考慮現場溫度）。
（1）計算兩種測量方式銅的電阻率。
（2）以年生產用銅量 3000 噸，以電阻測試儀正確接線測的電阻為標準值，計算按錯誤接
線測量的數據指導生產造成的銅浪費。
根據公式：ρ =
R·S
L
正確接線：
ρ =
R·S
L
=
0.266·70
1000
= 0.01862
錯誤接線：
ρ =
R·S
L
=
0.268·70
1000
= 0.01876
正確接線與錯誤接線所測的電阻率相差的%數：
0.01876-0.01862
0.01862
·100=0.7518%
按錯誤接線測量的數據指導生產，會造成生產用銅浪費為：
3000·0.7518%=22.554（噸）
4.2 鋁單線的電阻率是 0.0285，現在要生產 120 電纜線芯，20℃直流電阻國家標準
0.253Ω/km。不考慮成纜絞合率因素，計算 120 電纜線芯允許的最小截面積。
根據公式：
S =
ρ·L
R
S =
ρ·L
R
=
0.0285·1000
0.253
≈ 113（mm
2）
5.電功率計算公式：
P=IU P=I
2R P=
U
2
R
式中：P 代表電工率、單位瓦（W），I 代表電流、單位安培（A），U 代表電壓、單位伏
特（V），R 代表電阻、單位歐姆（Ω）。
6.計算舉例：
擠出機機身加熱用的鑄鋁加熱器，額定電壓 220Ⅴ、電流 13.6A，計算加熱器功率。
P = IU = 220×13.6 = 2992（W）
三、串聯電路與并聯電路區別：
1、串聯：元件首尾依次連接在電路中，電路只有一條路徑。
2、并聯：元件首與首，尾與尾并接在電路的兩端可以有多條支路。
四、串聯電路的特性：
（1）串聯電路只有一條通路，電路處處電流相等。電路只要有一處開路，電路就會停止
工作。
（2）串聯電路總電壓等于各元件電壓降之和。
（3）串聯電路總電阻等于各電阻之和。
（4）串聯電路總電容量等于各支路電容量的倒數之和。
五、并聯電路的特性：
（1）并聯電路電壓處處相等，各用電器相互沒有影響。
（2）并聯電路總電流等于各支路電流之和。
（3）并聯電路總電阻等于各支路電阻的倒數之和。
（4）并聯電路總電容量等于各支路電容量之和。
六、電阻、電容串聯、并聯電路計算公式：
（1）電阻串聯計算公式：
R總=R1+R2+Rn
（2）電阻并聯計算公式： 1
R總
=
1
R1
+
1
R2
+
1
Rn
電阻串聯相當于增加了導體的長度，串聯的總電阻大于任何一個分電阻。
并聯相當于增加了導體的截面積，并聯的總電阻比任何一個分電阻都小。
（3）電容串聯計算公式： 1
C總
=
1
C1
+
1
C2
+
1
Cn
(4)電容并聯計算公式：C總=C1+C2+Cn
電容串聯相當增加了電極之間的絕緣厚度，串聯的總電容比任何一個分電容都小。
電容并聯相當增加了電極的表面積，并聯的總電容比任何一個分電容都大。
電阻并聯總電阻值變小、電容并聯總電容量變大，電阻串聯總電阻值變大、電容串聯總電
容量變小，兩者結果互為相反。
七、電阻、電容并聯計算舉例：
（1）維修需要一個 2 歐姆的電阻，現有 10 歐姆的電阻，計算需要并聯一個多大的電阻？
設需要并聯的電阻為 X 根據電阻并聯計算公式：
1
R總
=
1
R1
+
1
R2
=
1
2
=
1
10
+
1
x
1
X
=
1
2
-
1
10
=
5
10
-
1
10
=
4
10
X =
10·1
4
= 2.5（Ω）
（2）一根 2 芯電纜線芯與線芯之間電容是 800pF，另一根 2 芯電纜線芯與線芯之間電容
是 1.2nF，兩根電纜并在一起使用，總電容量是多少？
800pF =0.8nF(800/1000)
C總=C1+C2=0.8+1.2 =2nF
電阻、電容串聯計算，可以套用電阻串聯計算公式（1）和電容串聯計算公式（3），參照
以上方法進行計算。
不論電阻（電容）串聯、并聯進行計算時，單位要換算一致。
我們在做工頻耐壓試驗，為了提高工作效率。經常需要把多軸電纜放在一起試驗，大家習
慣稱為串著打。其實是不對的，正確的說法是電纜并聯著打。
八、測量儀表常用名詞解釋：
量程：（滿度值）儀表標定的******值。
測量范圍：在正常工作條件下，儀表能按規定的準確度測量的范圍。
分辨力：儀表最后一位數字能夠準確顯示的最小值。
基本誤差（準確度）：在規定的條件下，允許存在的******誤差，也稱允許誤差。
分度：儀表表盤相鄰二個刻度線所形成的格叫分度，分度代表的值叫分度值。
計算舉例：工頻耐壓試驗臺的電壓表 0-1000V 有 5 個分度（格），計算分度值。
分度值=1000/5=200V
