周士贻 王涉 叶汉霆
（重庆大学 400044）
摘要：电气工程是当前一项十分重要的工程之一，在社会各个领域当中，都得到了十分广泛的应用，并且发挥着重要的作用。而在电气工程当中，由于一些因素的影响，可能会产生电涡流，从而对系统的运行状态造成影响。严重时，还可能给造成极大的危害。因此，在实际工作中，应当认识到电涡流产生的原理，并且采取相应的防范措施，确保电气工程的正常运行。
关键词：电气工程；电涡流；危害；防范措施
前言：在当前社会中，电气工程的重要性是显而易见的。而在电气工程的运行当中，也会由于受到一些因素的影响而发生故障，电涡流就是其中一种比较重要的故障类型。电涡流的产生会给电气工程带来极大的危害，从而产生及其恶劣的影响。对此，在平常的工作当中，应当对这一方面的问题加以注重，充分认识到电涡流所带来的危害及其产生原理，从而在预防和控制当中，能够取得更为理想的效果。
1 电涡流的产生原理
在闭合导体中，磁场变化将会产生感应电流。在单相或三相单芯电缆周围，如果存在交变磁场，那么其所产生的感应电流就是电涡流。通常来说，三相交流电不会由电涡流产生。这是由于其中每一项之间，都是处于相互平衡的状态，在发生作用时，总电流矢量之和为零。因此，三相电缆钢管敷设在通过平衡电的过程中，其磁场也不会发生变化。在电磁感应定律当中，如果穿过某一横截面的磁场发生变化，则穿过该横截面的磁通量也会发生变化。在闭合电路中，磁通量的变化将会导致感应电动势的产生，进而产生电涡流。从理论上来说，电涡流的大小与感应电动势有关，感应电动势与穿过横截面的磁通量之间，存在着正比的关系因此，可以说，在某一横截面当中，如果磁通量发生变化，那么如果在闭合电路中，就会产生电涡流[1]。不过，在实际生活中，不可能存在完全平衡的三相平衡，但如果失衡情况不明显，产生的电涡流较小，并不会产生较大的危害。而如果不平衡现象较大，使得总电流矢量之和不为零，在闭合电路中，失衡电流就会产生磁场，从而引发电涡流。例如，在某工程当中，三相电缆具有不平衡的负荷，其中包含6根单芯电缆，其中，一根电流小于其它单芯电缆100A，因而在通电的时候，电缆桥架会严重的发热。通过对镀锌电缆桥架温度的测量，发现工作温度在理论极限温度以下。在调整电缆三相之后，电缆桥架发热的情况消失，因此能够推断，正是由于三项不平衡的情况，造成了发热的问题。
2 电涡流引起的危害
根据我国电气工程的相关质量标准规定，对于单相或三相交流单芯，不能在钢管中单独穿进。如果电线处于同一交流回路，就应当在统一金属导管中穿进。如果产生电涡流，就会导致钢管发热，不但浪费电能，还有可能烧毁电缆，从而中断整个电路。因此，通常采用叠合的硅钢片来进行电机和变压器的制作，对于电涡流能够起到一定的抑制作用。在实际应用中，如果将单相或三相交流单芯电缆在钢管中单独穿进，在闭合电路后，就会由感应电流产生在闭合磁场中，从而导致钢管温度上升，从而烧毁与之相连的电缆。在某些场合当中，电涡流的产生，也会带来一定的好处。例如，在金属锅当中，通过电磁产生电涡流发热，就是日常使用的电磁炉的工作原理[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过电涡流产生的热量，就能够完成饭菜的烹饪。此外，一些钢铁厂也是利用电涡流产生的热量，在熔炉中进行铁矿的融化。但是，在电气工程当中，电涡流带来的危害要远远大于其所带来的好处，因此，对于电涡流的防范措施，还应当进行细致的研究和应用，以降低电涡流对电气工程造成的不良影响。
3 电涡流的防范措施
3.1 电缆沟敷设电缆
电缆沟敷设电缆是一种新型的电路施工方式，这种方式除了能够对电涡流的产生进行有效的抑制之外，还能够降低施工的难度，提高施工便利性。如果在未来的运行中，需要增加电缆室，在其敷设过程中，也无需进行混凝土地面的挖掘。具有十分良好的便利性和效益性。由于三相电缆具有较大的直径，在钢管当中，通常难以直接穿线。因此，对于两根截面和长度相同的单芯电缆，就能够进行并联。例如，在某工程当中，在旧办公楼、配电房之间，需要对电缆敷设进行设计。而在旧办公楼当中，预留了过小的电缆直径，因而难以顺利穿进新电缆。根据技术标准规定，不能在钢管当中单独穿进单相交流单芯电缆或三项电缆。而且，如果将三相电缆中的两相相连，电流矢量和不为零，在闭合导体周围，还会有交变磁场产生，从而会对电涡流进行引发。对此，就可以对电缆沟敷设电缆进行设计，在镀锌钢管中，可以两两一组穿进单项电缆，然后在室外埋地敷设镀锌钢管，从而有效的防范了电涡流的产生。此外，在电涡流的防范当中，在桥架内，交流单芯电缆可以进行品字形的敷设。同时电缆夹具的选择，应当避免造成磁性闭合回路。通常要用塑料制作穿管管材，从而避免产生电涡流[3]。
3.2 三相电动机
在正常工作中，三相电动机是三相平衡的状态，此时电路中总电流矢量为零。因此，在闭合导体中，磁场矢量之和也为零，因此不会产生电涡流。在三相电动机当中，三相电缆由于无中性线，将可以在钢管中进行穿进。在磁场周围，闭合导体在做切割磁感线运行的过程中，将会由电流产生。英国著名物理学家法拉第正是在这一原理的基础上，提出了磁场的概念，同时将这一发现命名为电磁感应定律。三相电机在运行过程中，其工作原理与电磁感应定律之间十分相符。因此，在电涡流的防范过程当中，通过对三项电动机的配置，能够发挥出十分良好的作用。
4 直流电单芯电缆
如果在一根钢管当中，单独穿进直流电单芯电缆，在闭合导体周围，虽然也会产生磁场。但是，此时的磁场是由直流电产生，其实际的磁场矢量之和为零，不会发生磁场变化，因而也就不会引发电涡流[4]。在电气工程的施工过程中，不能采用金属铠装的单芯电缆作为单相或三相交流单芯电缆，也不能在一根钢管中单独穿进，在进行敷设的过程中，不能直接带盖板。这是由于如果在施工中将交流单芯电缆放置在金属板上，其上用模板覆盖。由于金属板产生电流，很容易点燃上层木板，从而引发火灾。
结论：在电气工程当中，电涡流是一种较为常见的电流现象。在实际应用中，电涡流的产生通常难以完全避免。电涡流的存在，虽然具有一定的作用，但是整体来看，其对电气工程带来的危害仍然是十分巨大的。电涡流不但会造成不必要的能量损耗，同时也可能导致电缆烧毁。因此，在电气工程中，应当采取有效的防范措施，避免电涡流产生的危害，确保电气工程的安全。
参考文献：
[1]童迎春. 如何防止电气工程中电涡流引起的危害[J]. 广东科技,2010,02:130.
[2]钟晓峰. 如何防止电气工程中电涡流引起的危害[J]. 科技资讯,2010,15:137.
[3]崔雪松. 浅谈电气工程中电涡流引起的危害和防范措施[J]. 黑龙江科技信息,2010,29:27.
[4]段猛. 变电站中电涡流引起的危害和防范措施[J]. 电子世界,2014,08:25
论文作者:周士贻,王涉,叶汉霆
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/15
标签：涡流论文; 电缆论文; 电气工程论文; 磁场论文; 钢管论文; 电流论文; 磁通量论文; 《电力设备》2016年第8期论文;