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出版者:Institute of Electrical & Electronics Enginee

作者:George J. Anders

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-04

价格:USD 129.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780780311770

丛书系列:

图书标签:

• 电力电缆
• 额定电流
• 绝缘材料
• 电缆设计
• 电缆试验
• 电力系统
• 高压电缆
• 低压电缆
• 电缆标准
• 电缆应用

电力系统中的材料科学与结构优化：探析电缆性能的微观与宏观视角 本书聚焦于现代电力传输系统中的核心元件——电力电缆——在材料科学、结构工程以及环境适应性方面的深度研究与前沿应用。它摒弃了对特定电缆评级体系（如“Rating of Electric Power Cables”）的直接介绍，转而深入剖析决定这些电缆长期可靠性和传输效率的底层物理、化学及机械原理。 本书旨在为电力工程师、材料科学家以及基础设施规划者提供一个多维度的视角，理解如何通过先进的材料选择和精妙的结构设计来超越现有性能瓶颈，迎接电网现代化带来的严苛挑战。全书结构清晰，逻辑严密，从微观的分子层面效应扩展到宏观的系统级运行表现，力求全面覆盖电缆技术的最新进展。 --- 第一部分：高压绝缘材料的分子动力学与老化机理 本部分是全书的理论基石，详尽阐述了影响电缆寿命和安全运行的最关键因素——绝缘材料的性能及其随时间推移的退化过程。我们不再关注某一特定等级的载流量，而是探究决定载流量和耐压水平的根本物理化学特性。 第一章：聚合物基绝缘体的微观结构与介电特性 详细分析了交联聚乙烯（XLPE）、乙烯基乙酸乙烯酯共聚物（EVA）以及特种硅橡胶在分子层面的排列、结晶度与无定形区的分布。重点讨论了如何通过添加纳米级填料（如氧化铝、氮化硼或功能化碳纳米管）来调控电缆绝缘体的相对介电常数 ($epsilon_r$)、介电损耗角正切 ($ andelta$)。引入先进的动态力学分析（DMA）和介电谱技术，阐明了在不同温度和频率下，电荷迁移、空间电荷积累（Space Charge Accumulation, SCA）与界面极化的相互作用机制。深入探讨了如何通过控制聚合反应过程中的交联密度，优化材料的玻璃化转变温度（$T_g$）和热膨胀系数，以适应电缆在运行中的热胀冷缩循环。 第二章：电场胁迫下的劣化动力学 本章聚焦于电缆在长期高电场作用下发生的化学降解过程。详尽考察了电树枝化（Electrical Treeing）的萌生、扩展模型（包括物理模型和概率模型），以及其对击穿电压的决定性影响。深入分析了水树（Water Treeing）的形成，特别是在潮湿环境或绝缘体中存在的微孔隙内，水分子渗透、电渗现象（Electro-osmosis）与聚合物链水解的耦合作用。对材料的化学老化（如氧化降解、臭氧侵蚀）进行了系统的热力学分析，并引入了加速老化试验的设计原理，以预测材料在实际服役寿命内的性能衰减率。 --- 第二部分：导体与屏蔽系统的热力学与机械可靠性 本部分将焦点转向承载电流的导体材料及其周围的保护结构，重点探讨热量管理和机械应力下的材料行为。 第三章：导电材料的电阻率控制与涡流效应 本章详细分析了高导电性材料，如无氧铜（OFC）和铝合金，在高温高电流密度下的电阻率变化规律，并建立了精确的温度依赖性电阻模型。重点讨论了集肤效应（Skin Effect）和邻近效应（Proximity Effect）在高频和特高压交流传输中的影响，以及如何通过导体绞合方式（如Litz结构或同心绞合）来最小化这些损耗。对于直流（HVDC）电缆系统，则深入探讨了超导电缆材料的低温热物理特性和临界电流密度限制。 第四章：电缆的机械应力与安装损伤评估 电力电缆在敷设（牵引、弯曲、回填）和长期运行（热胀冷缩、地层沉降）过程中承受复杂的机械载荷。本章采用有限元分析（FEA）方法，模拟了电缆弯曲半径对内部绝缘层和半导电屏蔽层之间应力分布的影响。详细分析了安装过程中因牵引应力导致的导体拉伸、绝缘层微裂纹的产生，以及这些初始缺陷如何成为后续电场老化的薄弱点。同时，探讨了电缆外护套材料（如聚乙烯、聚氨酯）的抗磨损性、抗冲击性和抗紫外线老化性能，这些是决定电缆寿命的物理屏障。 --- 第三部分：电磁兼容性与环境相互作用 本部分关注电缆作为复杂电磁系统，其在实际部署环境中如何与其他系统交互，以及如何通过优化设计来管理电磁场。 第五章：电磁场屏蔽与杂散电流管理 对于中高压电缆而言，其周围产生的交变电磁场可能干扰邻近的通信管线或医疗设备。本章系统阐述了电缆金属护套和屏蔽层的电磁兼容性（EMC）设计原理。通过麦克斯韦方程组的应用，量化分析了屏蔽层厚度、材料导电率以及接地方式对外部磁场衰减系数的影响。针对直流（HVDC）系统，深入研究了地电流（Ground Return Current）的流动路径、对腐蚀的影响，以及如何通过优化绝缘结构和外护套材料来最小化对外部环境的电磁干扰。 第六章：防火、阻燃与环境适应性设计 电力电缆的火灾风险是城市和工业基础设施安全的关键挑战。本章详细区分了不同阻燃技术（如低烟无卤LSZH、膨胀型阻燃材料）的作用机理，并分析了它们在燃烧过程中释放的烟雾密度和有毒气体成分对人员疏散的影响。此外，还探讨了极端环境（如深海、沙漠、极地）对电缆材料性能的影响，包括耐化学侵蚀、抗紫外线辐射、以及在宽温域下的机械柔韧性保持。 --- 总结： 本书不是一本关于特定性能指标查阅手册，而是一部深入探讨电力电缆科学基础的专著。它引导读者从材料的分子设计、结构的热力学稳定性、到电磁场的相互作用，全面理解和提升现代电力传输系统的可靠性和效率。阅读本书将使专业人士掌握设计下一代高压、高可靠性电缆系统的必要工具和理论深度。

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当我第一次看到《Rating of Electric Power Cables》这本书时，我便被它标题中那种精确而严谨的科学感所吸引。电力电缆，作为连接发电机与用户的关键纽带，其承载能力的精确界定，无疑是电力系统设计与运行中的重中之重。我对于“额定值”是如何确定的过程充满了好奇。这不仅仅是一个简单的数值，它背后一定蕴含着对物理定律的深刻理解和对工程实践的细致考量。我希望这本书能够详细阐述电缆的导电材料（如铜、铝）的电阻特性，绝缘材料（如XLPE、PVC）的热学和电学性能，以及它们在不同运行条件下的表现。更重要的是，我期待书中能提供关于热平衡方程的推导和应用，以及如何通过这些方程来计算电缆的稳态和瞬态温度，进而确定其最大允许载流量。此外，我对于不同敷设方式对电缆散热效率的影响也十分关注，例如，直接埋地、穿管敷设、架空等，这些不同的环境会如何影响电缆的额定值？书中是否会提供针对这些情况的详细分析和计算方法？我甚至在想，书中是否会涉及一些前沿的电缆技术，比如超导电缆或者新型绝缘材料，它们在额定值计算上是否有所不同？这本书，对我来说，不仅仅是关于技术参数的介绍，更是对电力传输过程中能量损耗、热量产生与传递等 fundamental 问题的深入探讨，我期待它能为我揭示这些深层次的科学奥秘。

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这本书的标题——《Rating of Electric Power Cables》——立刻抓住了我的注意力，因为它触及了一个在我看来极为核心却又常常被忽视的工程问题。我们享受着便捷的电力供应，但却很少去思考支撑这一切的物理基础。电缆的“额定值”，在我看来，就是其承载能力的上限，一个关乎安全、效率和经济性的关键参数。我希望这本书能够深入探讨“额定值”是如何确定的，这其中必然涉及到复杂的物理计算和工程考量。比如，电缆在运行过程中会产生热量，这热量如何散失？绝缘材料的耐热性能如何？环境温度、敷设方式（是在空气中、土壤中还是水中）对电缆的载流能力会有怎样的影响？我特别期望书中能提供关于这些因素的量化分析，并展示如何通过数学模型来预测电缆在不同工况下的温度和载流能力。同时，我也对电缆的长期运行可靠性感到好奇，额定值是否也考虑了电缆的老化和寿命周期？这本书是否会探讨如何选择最合适的电缆额定值，以满足特定的负荷需求，并兼顾经济性和安全性？我对书中可能包含的国际标准和规范也很感兴趣，了解行业是如何制定这些统一的标准，以确保全球范围内的电力传输安全可靠。如果书中能通过图表、曲线和实例来解释这些概念，那将极大地帮助我这个非专业读者更好地理解。这本书，对我来说，是理解电力系统“心脏”工作原理的一个重要窗口。

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《Rating of Electric Power Cables》这本书的出现，恰好触及了我对电力基础设施运行原理的浓厚兴趣。在我看来，电缆的“额定值”不仅仅是一个数字，它更是工程智慧的结晶，是确保电力安全、稳定传输的关键。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师，带领我一步步揭示这个“额定值”背后所蕴含的科学逻辑和工程实践。我期待书中能详尽地阐述，影响电缆载流能力的核心因素有哪些？比如，导体的电阻率如何决定能量损耗，绝缘材料的介电常数和损耗角正切又扮演着怎样的角色？而电缆的散热能力，这必然是决定其能否长期承受高负荷运行的重中之重，我希望能了解到，环境温度、土壤热阻、空气对流等因素是如何被纳入计算模型的？这本书是否会提供关于稳态热平衡方程的推导和应用，以及如何利用这些方程来计算电缆的温度分布和最大允许载流量？我甚至在想，书中是否会探讨一些更为复杂的效应，例如集肤效应和邻近效应对交流电阻的影响，以及它们是如何被纳入额定值计算的？我希望这本书能够提供一些实际案例，展示工程师们如何在复杂多变的实际工况下，运用这些理论知识来选择和敷设电缆，以确保电力系统的安全运行。这本书，对我来说，是理解电力传输“容量管理”这一核心问题的绝佳学习资料。

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我对《Rating of Electric Power Cables》这本书的标题感到非常亲切，因为它点出了电力传输中最基础也最核心的问题之一——电缆的载流能力。在我们享受着现代电力带来的便利时，很少有人会去思考，那些隐藏在地下或架设在空中的巨型“能量管道”是如何被赋予“容量”的。我之所以对这本书感兴趣，是因为我希望它能够深入地解析“额定值”这个概念背后的科学原理。这背后必然涉及到复杂的物理学和工程学计算。我期待书中能够详细介绍影响电缆载流能力的主要因素，比如导体的电阻率、绝缘材料的耐热性、热量的传导与散发方式，以及环境因素（如周围介质的温度、散热条件）对电缆性能的影响。我尤其想了解，是如何通过一系列的计算和实验，来确定电缆在不同运行条件下的最大允许温度，并最终得出其额定载流量的。这本书是否会涵盖不同类型的电力电缆，例如，用于中压和高压输电的电缆，以及它们在额定值计算上可能存在的差异？我希望书中能够提供清晰的数学模型和计算步骤，能够让我这个非专业读者也能窥见其中奥秘。同时，我也对电缆的安全裕度以及在过载情况下的表现感到好奇。这本书，对我而言，是理解现代电力网络“生命线”工作原理的钥匙，我期待它能为我揭示这些至关重要的技术细节。

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初次接触到《Rating of Electric Power Cables》这本书，我的心中涌起的是一种混合着期待与一丝丝不安的情绪。作为一名对电力系统有着浓厚兴趣，但并非专业工程师的爱好者，我总是希望能找到那些能够深入浅出、既能满足我求知欲，又能让我理解其中奥秘的读物。电力电缆的额定值，这个听起来颇为技术性的名词，背后隐藏的却是保障我们日常生活稳定运转的巨大工程。我常常在思考，是什么决定了那些埋在地下的、架设在高空的巨大线缆能够承受住源源不断的电力负荷？它们的“容量”是如何被精确计算出来的？这本书是否能为我揭示这些隐藏在技术术语背后的科学原理和工程实践？我希望它能从基础概念讲起，比如导体的电阻、绝缘材料的特性、热传导的机理，甚至是周围环境对电缆散热的影响，这些都是我脑海中关于电缆额定值的一些模糊的印象。我特别期待书中能够提供一些实际的案例分析，让我能够看到理论是如何与实际工程相结合的。如果书中能够包含一些不同类型电缆（例如，XLPE绝缘电缆、纸绝缘油浸电缆等）的额定值计算方法，以及在不同敷设条件下的差异，那就更好了。我曾阅读过一些关于电力系统的科普读物，但它们往往过于泛泛而谈，缺乏对细节的深入探讨。《Rating of Electric Power Cables》能否填补这方面的空白，我拭目以待。我希望这本书的语言风格能够保持一定的专业性，但又不至于过于晦涩难懂，能够引导我逐步理解那些复杂的公式和图表，而不是让我望而却步。这本书，对我而言，不仅仅是一本关于电缆的书，更是理解现代电力网络基石的一把钥匙，我渴望通过它，开启对这一关键领域更深层次的探索。

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《Rating of Electric Power Cables》这本书的名称，让我联想到许多关于电力系统稳定运行的复杂计算和严谨的工程标准。作为一名对电力基础设施充满好奇的人，我总是试图去理解那些构成现代社会基石的无形力量是如何被管理和控制的。电缆的“额定值”，在我看来，就如同是给这些“能量血管”设定了一个安全的运行上限。我非常想知道，这个“上限”是如何被科学地确定的。它是否与电缆的材料、结构、绝缘类型，以及它所处的环境息息相关？我希望这本书能够详细解释那些影响电缆载流能力的关键因素，例如，导体的直流电阻、交流电阻（考虑到集肤效应和邻近效应）、绝缘材料的热导率、以及电缆的介质损耗等。更具体地说，我期待书中能提供关于如何计算在不同环境温度、不同敷设条件（如地下、空气中、水下）下的电缆长期允许载流量的详细方法。这其中一定涉及到复杂的传热学和电磁学原理，我希望这本书能以一种易于理解的方式呈现这些内容，甚至可能包含一些实际的工程案例，来展示这些理论是如何应用于实际工程中的。我更想知道，在实际工程设计中，工程师们是如何根据预期负荷和环境条件，选择最合适的电缆类型和额定值，以确保电力传输的安全、可靠和经济性。这本书，对我来说，是理解电力系统“动脉”如何被精确设计和管理的知识宝库。

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《Rating of Electric Power Cables》这本书的名字，精准地指出了电力输送领域一个至关重要的技术环节——电缆的额定载流量。在我看来，这个“额定值”不仅仅是一个简单的数值，它更是电力系统安全、可靠运行的基石。我非常希望能通过阅读这本书，深入了解这个“额定值”是如何被科学、系统地确定的。这其中必然涉及多方面的物理原理和工程计算。我期待书中能够详尽地阐述，导体的电阻率、绝缘材料的热导率和耐热性、电缆的结构设计，以及周围环境的散热条件（如空气温度、土壤热阻、敷设方式）等因素，是如何共同作用，最终影响电缆的载流能力。我希望书中能提供清晰的计算公式和推导过程，能够让我这个对电力工程有浓厚兴趣的读者，也能理解电缆在不同运行工况下的温度变化，以及如何计算出其最大允许载流量。此外，我也对电缆的长期运行可靠性、过载能力以及不同敷设方式对额定值的影响感到好奇。我希望这本书能够提供一些实际案例，展示工程师们是如何将这些理论知识应用于实际工程设计中，以确保电力系统的安全、高效运行。这本书，对我而言，是理解电力传输网络“容量规划”核心技术的关键指南。

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《Rating of Electric Power Cables》这个书名，立刻激发了我对电力系统设计中一个关键环节的好奇心。我们日常生活中的电力供应，很大程度上依赖于那些看不见的电缆网络，而电缆的“额定值”，在我看来，就是其安全、高效运行的生命线。我希望这本书能够详细地阐述，电缆的额定值是如何被科学、严谨地确定的。这其中必然涉及多方面的物理学原理和工程计算。我非常想了解，导体的材料特性，如电阻率和热膨 দক্ষতা，如何直接影响电缆的载流能力？绝缘材料的耐温等级、热导率以及介电损耗，在额定值确定中又扮演着怎样的角色？而环境因素，如土壤的热阻、空气的流通情况，甚至电缆的敷设方式（是直埋、穿管还是架空），又会对电缆的散热效果以及最终的额定值产生怎样的影响？我期待书中能够提供清晰的计算公式和详细的推导过程，让我能够理解这些参数是如何相互作用，最终得出电缆的最大允许载流量。此外，我也对电缆的长期运行可靠性以及在不同负载变化下的动态响应感到兴趣。这本书，对我而言，不仅仅是一本技术手册，更是理解电力传输系统“承载能力”背后科学逻辑的指南，我渴望通过它，深入探索电力工程的精妙之处。

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我之所以会被《Rating of Electric Power Cables》这本书所吸引，是因为它触及了现代社会最基础的能源输送环节，而“额定值”这个概念，在我看来，就如同是为这能量输送通道设定了安全可靠的“生命线”。我非常期待这本书能为我揭示，这个“额定值”是如何被科学、严谨地计算出来的。这背后必然涉及到深厚的物理学原理和精密的工程计算。我希望能在这本书中找到关于电缆导体的电阻特性、绝缘材料的热导率和耐热性，以及电缆结构设计（如导体截面积、绝缘层厚度）等关键参数的详细介绍。更重要的是，我希望了解电缆在运行过程中产生的热量是如何散发出去的，以及环境因素，比如空气温度、土壤热阻、敷设方式（直埋、穿管、架空）等，是如何影响电缆的散热效果，进而决定其最终的载流能力的。我非常期待书中能够提供清晰的数学模型和计算方法，让我能够理解那些公式是如何被用来预测电缆温度和确定其最大允许载流量的。是否会有针对不同电压等级、不同绝缘材料电缆的额定值计算方法？我希望这本书能够以一种逻辑清晰、循序渐进的方式，带领我深入理解电力电缆额定值这一重要的工程概念，并为我打开一扇通往电力系统运行管理领域的大门。

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看到《Rating of Electric Power Cables》这本书的标题，我立刻联想到了电力系统稳定运行背后那严谨的科学计算和工程考量。在我们享受着源源不断的电力供应时，很少有人会去深究支撑这一切的“能量管道”——电缆，是如何被精确地“定级”的。我非常期待这本书能够深入剖析“额定值”的确定过程。这其中一定包含了对物理学原理的深刻理解和对工程实践的细致应用。我希望书中能详细介绍影响电缆载流能力的关键因素，比如导体的电导率、电阻率，绝缘材料的耐热性、热导率，以及电缆的结构设计，包括导体截面积、绝缘层厚度等。更重要的是，我期待书中能够清晰地解释，电缆在运行过程中产生的热量是如何散发出去的，以及周围环境（如土壤温度、空气流通）对散热效率的影响。这些因素如何被量化，如何通过数学模型来计算出电缆的最大允许载流量？我希望这本书能够提供详实的公式、图表和实例，让即使是非专业背景的我，也能逐步理解其中的奥秘。此外，我也对不同类型电缆（如中压、高压、超高压电缆）的额定值计算差异，以及国际标准在这方面的规定感到好奇。这本书，在我看来，是理解电力传输系统“容量规划”核心技术的关键读物。

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