涡流效应产生的原因、利弊与控制分析

672013.11/12 电力系统装备Ⅰ □ 阳光电源股份有限公司　罗宣国　魏世民　时晓蕾电气设备中涡流产生的原因及预防措施本文针对电子电气设备中大电流铜排穿板引起涡流从而导致柜体产生温升的原因、危害及预防措施进行了分析，并结合工程中的实例探讨了此类问题的解决办法，为结构设计中避免涡流现象的产生提供了参考。

1 涡流产生的原因及危害1.1 涡流产生的原因a. 电磁感应现象。

穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中就有电流产生，这种现象称为电磁感应现象，这种电流称为感应电流，感应电流产生的磁场阻碍原磁通量发生变化。

产生感应电流的条件：导体构成回路，穿过回路所包围面积的磁通量发生变化。

b. 电磁感应定律。

当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，且感应电动势正比于磁通量对时间变化率的负值。

穿过回路所包围面积的磁通量发生变化有两种方式：稳恒磁场中的导体运动，或者回路面积变化、取向变化等，这种方式会产生动生电动势；导体不动，磁场变化，这种方式会产生感生电动势。

由以上两种方式导致回路磁通量变化的直接结果是产生了电动势，这种电动势称为感应电动势。

如果没有构成回路，则没有感应电流，但有感应电动势存在。

磁通量变化是电磁感应的根本原因，产生感应电动势是电磁感应现象的本质。

c. 麦克斯韦电磁场理论。

麦克斯韦电磁场理论引入了场的概念，其核心思想有两点：第一，变化的磁场产生电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场；第二，变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场。

由上述理论可总结出电和磁的相互关系，即电能生磁，磁也能生电，如图1所示。

由电磁感应定律可知，当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，进而会产生感应电流。

事实上，当大块导体或块状金属放在变化着的磁场中或相对于磁场运动时，在大块导体或块状金属中也会出现感应电流，这是由于大块导体或块状金属导体内部处处可以构成回路。

浅谈涡流在开关柜中的影响及改善措施摘要：本文简介了涡流产生的原理，重点阐述了涡流在开关柜中产生的温升、振动及其他影响。

并针对其产生原因，提出在开关柜设计中如何抑制涡流的产生。

关键词：涡流；开关柜；温度；材料。

一、前言涡流是一种特殊形式的电磁感应现象。

如图1所示，在整块铁心上绕有一组线圈。

当线圈中流过变化的电流时，就会在铁心内产生变化的磁通Φ，从而在铁心内产生感应电流，如图1中虚线箭头所示。

这种由于电磁感应而在铁心内部产生的闭合的、漩涡状的感应电流称为涡流。

在大部分的情况下，涡流的产生对电气设备是有害的。

涡流在铁心中流动时使铁心发热，引起不必要的能量损耗，这种损耗称为涡流损耗，它与磁滞损耗合称为铁损耗。

过热会影响到电气设备的绝缘寿命，此外，涡流还具有削弱原来磁场的作用，即去磁作用。

以上这些对电气设备都是不利的。

二、涡流分析在开关柜中，一次电路母线部分可以等效成一匝线圈，其中间穿越的支撑件及板件则可以等效成铁心。

我们知道，涡流的大小与导体的外周长，交变磁场的频率，及一次电流、电压的大小有关，而开关柜中母线的电流都较大，故能产生较大的涡流。

涡流在开关柜中产生的主要影响有发热及振动。

1、发热金属切割交变磁力线而在金属内部产生涡流，使金属内部原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而致使金属出现温升。

如果该金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量就很大。

2、振动柜体的振动是由于涡流的存在。

开关柜中有各种隔板，而考虑到机械强度及制作方便，隔板一般都采用钢板制作。

而有些隔板与母线靠得较近，根据左手定则可以得知，隔板与母线之间存在着相互的电磁力作用。

而母线中电流是随着时间的变化而变化的，所以它们之间的作用力大小也随之变化。

再者，隔板都存在一定的弹性，所以振动就产生了。

同理，涡流越大，振动幅度就越大。

三、抑制涡流既然上面提到的发热及振动对于开关柜的运行都是不利的，那么，在开关柜设计中，就要根据涡流产生的原理及其特点，采取适当措施以抑制涡流的产生。

两相线涡流效应1.引言1.1 概述两相线涡流效应是一种涡流现象，指的是当两根或者更多的相邻金属导线输送交流电流时，由于彼此之间的磁场相互作用，会产生涡流效应。

这种效应在电力传输和电子设备领域具有重要的应用价值。

通过深入研究两相线涡流效应的原理和应用，可以有效地改善电力传输效率，提高电子设备的性能和可靠性。

涡流是一种类似于旋涡的电流环流现象，它是通过磁场的变化引起的。

当电流在导体中流动时，周围会形成一个磁场。

如果有相邻的导线以一定的间距并行排列，它们之间的磁场会相互影响，从而产生一个涡流环流。

这种环流会引起能量的损耗，导致电力传输的效率降低。

两相线涡流效应在电力传输中尤为重要。

当电力从发电站输送到终端用户时，由于电线之间的相互影响，会引起涡流的产生。

涡流会产生额外的能量损耗，降低电力传输的效率。

研究两相线涡流效应的原理和机制，可以探索降低涡流损耗的方法和技术，提高电力传输的效率和稳定性。

此外，两相线涡流效应还在电子设备领域有重要的应用。

在高频电路和电子器件中，由于电流的快速变化，也会产生涡流效应。

这种效应会导致电子器件的工作性能下降，甚至造成设备损坏。

因此，研究两相线涡流效应对于优化电子设备的设计和提高其可靠性至关重要。

综上所述，两相线涡流效应是一种涡流现象，通过研究其原理和应用可以有效地改善电力传输效率，提高电子设备的性能和可靠性。

在接下来的文章中，我们将深入探讨两相线涡流效应的定义和原理，以及其在电力传输和电子设备领域的应用。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以从以下几个方面进行描述：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：第二部分，正文部分，将重点介绍两相线涡流效应的定义和原理。

我们将首先解释涡流效应的基本概念，并介绍涡流效应在两相线中的应用。

然后，我们将详细阐述两相线涡流效应的原理和相关理论，包括涡流的形成机制、涡流的特性以及涡流与电磁场之间的相互作用机制等。

通过对两相线涡流效应的深入探讨，我们将帮助读者全面了解该效应的基本原理和作用机制。

涡流的知识点总结涡流是一种非常重要的电磁现象，在工程学和科学研究领域都有着广泛的应用。

涡流不仅可以用于无损检测，还可以应用在能量转换、运动控制、制动、加热与冷却等领域。

在材料处理和制造工业中，涡流也有着重要的应用价值。

涡流的产生和特性当导体材料置于变化的外部磁场中时，由于磁通量在导体内部发生变化，导体中就会产生感应电流。

这些感应电流构成了所谓的涡流，它们沿着导体内部形成闭合的环路，从而在导体内部产生一个自发的感应电场。

涡流所产生的磁场与外部磁场方向相反，因此它们对外部磁场产生反作用力，这就是涡流的抗磁特性。

涡流不仅取决于外部磁场的变化速率，还与导体材料的电导率密切相关。

电导率越高的导体，其涡流效应就越明显。

因此，对于金属等高电导率导体材料来说，涡流效应表现得更加显著。

涡流的形成和消失都需要时间的延迟，因此在外部磁场变化较快的情况下，导体内的涡流往往无法即时形成。

这种现象叫做滞后效应。

而当外部磁场停止变化时，导体内的涡流也不会立即消失，而是存在一定的延迟时间。

这种现象叫做延迟效应。

涡流的影响因素涡流的产生和特性受到多种因素的影响，其中最主要的因素包括外部磁场的变化速率、导体材料的电导率、导体的结构和形状等。

外部磁场的变化速率是影响涡流产生的重要因素。

当外部磁场的变化速率越大时，导体内涡流的大小和密度也就越大。

因此，在应用涡流进行无损检测时，可以通过改变外部磁场的变化速率，来调节涡流的大小，从而实现对缺陷或异物的检测与识别。

导体材料的电导率也是影响涡流特性的重要因素。

电导率越高的导体，其涡流效应越明显。

因此，对于制造高效涡流设备和感应加热设备来说，选用高导电率的材料是非常重要的。

导体的结构和形状也会影响涡流的分布和密度。

通常情况下，平面、薄片或环形的导体对涡流的产生和分布有着不同的影响。

因此，在实际应用中需要根据具体的涡流特性来设计和选择合适的导体结构。

涡流的应用涡流是一种非常重要的电磁现象，具有广泛的应用价值。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，了解涡流热效应的产生原理、特点及其在实际应用中的重要性。

通过实验验证涡流热效应的存在，并探究影响涡流热效应的因素。

二、实验原理涡流热效应是指当导体置于变化的磁场中时，导体内部会产生感应电流，这种感应电流在导体内部形成旋涡状流动，称为涡流。

涡流在导体内部流动时，由于电阻的存在，会产生热量，即涡流热效应。

根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，涡流热效应的产生与导体的电阻、磁通量变化率以及磁场强度等因素有关。

三、实验器材1. 感应加热线圈2. 交流电源3. 铁芯4. 热电偶温度计5. 数据采集器6. 计算机及实验软件7. 硅钢片四、实验步骤1. 将感应加热线圈套在铁芯上，连接好电源。

2. 使用热电偶温度计测量铁芯表面的温度。

3. 在铁芯表面涂上一层硅钢片，以增加电阻。

4. 改变交流电源的频率，观察铁芯表面温度的变化。

5. 改变铁芯的尺寸，观察铁芯表面温度的变化。

6. 记录实验数据，分析涡流热效应的影响因素。

五、实验结果与分析1. 随着交流电源频率的增加，铁芯表面温度逐渐升高。

这是由于涡流热效应与磁通量变化率有关，频率越高，磁通量变化率越大，涡流越强，产生的热量越多。

2. 当铁芯尺寸增大时，铁芯表面温度也相应升高。

这是因为铁芯尺寸增大，磁通量变化率减小，涡流强度减弱，但总的涡流热量增加。

3. 在铁芯表面涂上硅钢片后，铁芯表面温度降低。

这是因为硅钢片的电阻率较大，增加了涡流的阻力，使得涡流减弱，从而降低了涡流热效应。

六、实验结论1. 涡流热效应的存在得到了验证，其产生与导体的电阻、磁通量变化率以及磁场强度等因素有关。

2. 交流电源频率越高，铁芯表面温度越高；铁芯尺寸越大，铁芯表面温度越高；涂上硅钢片后，铁芯表面温度降低。

3. 涡流热效应在实际应用中具有重要意义，如电磁炉、高频感应炉等设备均利用涡流热效应进行加热。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全操作，避免触电。

涡流效应：产生的原因及涡流效应的利弊与控制，一次性告诉你！涡流，相信每一个电力作业人员都有听说过，但是如果问：什么是涡流效应？产生涡流的原因？以及涡流的利弊？相信很多就算是工作多年的电力从业人员都说不清楚。

1，涡流产生的原因。

由图可知：当电流随时间变化时，通过线圈回路的磁通量也发生变化，线圈中就会产生感应电动势，回路中也就产生感应电流（穿过线圈的磁通发生变化而产生的感应电动势）。

如果把一块导体放在变化着的磁场中或相对于磁场运动时，由于导体内部都可构成闭合回路，穿过回路的磁通发生变化，因此在导体中也会产生感应电流，这些电流在导体内自行闭合成旋涡状，故称涡电流，简称涡流。

2，涡流效应的利弊。

如右图（a）所示，由于导体电阻很小，因此涡流一般都很大。

由于电流的热效应，涡流会使导体发热，消耗能量，所以涡流有时是有害的。

例如通过变压器、电动机和发电机中的交变电流磁场，会使铁心产生涡流，涡流是铁芯发热，这样就造成损耗（俗称铁损）并使设备产生热量，温度升高，绝缘材料容易老化，缩短变压器、电动机和发电机的使用寿命，甚至使他们损坏。

涡流在各种电机、变压器中是有害的，但也有可用之处，例如工厂冶炼合金时常常用的高频感应炉就是利用金属导体块中产生的涡流来熔化金属。

电工测量仪表要求指针的摆动很快停下来，以便迅速读出读数（如电流表、电压表等）。

为达到此目的，电流表的线圈要绕在铝框上，当被测电流通过线圈时，线圈带动指针和铝框一起转动，铝框在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍她们的摆动，于是指针很快地稳定指到读书位置上，这便是涡流效应的应用——电磁阻尼作用。

电气阻尼作用还常用于电气机车的电磁制动器中。

3，控制减小涡流效应。

如上文右图（b）以及此处右图所示，为了减少涡流损耗，在电动机、发电机、变压器、交流电磁铁等设备的铁芯材料中，都不使用整块的铁芯，而是采用表面涂有绝缘漆的一片片硅钢片叠压而成。

这是因为硅钢中含有2~5%的硅，可提高铁芯的电阻率，此外铁片与铁片之间相互绝缘，使涡流被限制在狭小的薄片之间，回路的电阻很大，涡流便大为减小，从而使涡流大大降低。

涡流效应
涡流效应，即涡电流效应，是由于磁感应线突然改变而产生的自感应电动势所引起的涡电流。

当磁场发生变化时，依据法拉第电磁感应定律，会在导体内产生涡电流。

涡流效应在工业、物理学和电学领域都有重要的应用。

涡流效应的影响
涡流效应会带来不同的影响：
1.能量损耗：涡电流在导体内产生额外的电阻，导致能量损耗和热量
产生。

2.电磁干扰：涡电流会引起磁场变化，可能对周围的电路和设备产生
电磁干扰。

3.磁阻尼：在一些应用中，涡流效应可以用来减缓和控制磁场变化，
实现磁阻尼的效果。

涡流效应的应用
涡流效应在许多领域有广泛的应用：
•感应加热：涡流效应可用于感应加热，利用涡流在导体内产生的热量来加热物体。

•金属无损检测：通过测量导体内的涡流情况，可以检测金属中的缺陷和杂质，实现金属无损检测。

•磁浮技术：磁浮列车、磁悬浮风扇等技术利用涡流效应来实现物体悬浮或减少摩擦。

结语
涡流效应是一个复杂而重要的物理现象，在许多领域都有着重要的应用。

深入理解涡流效应的原理和特性，可以帮助我们更好地应用这一现象，提高工作效率和技术水平。

希望本文对读者对涡流效应有更深入的了解和认识。

电气工程中涡流引起的危害及防治摘要：本论文主要对对电涡流产生的原理进行简述,然后通过实例讲述电涡流产生的危害,最后提出控制电气工程施工质量,防止电涡流对电气工程引起的危害的措施。

关键词：电涡流原理危害防治1 电涡流产生原理简述根据电磁感应定律，所谓穿过某个面的磁场的变化，就是穿过这个面的磁通量的变化。

只要穿过回路的磁通量发生变化，电路中将产生感应电动势。

感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化成正比。

导体回路中感应电动势的大小，与穿过回路的磁通量的变化率成正比。

磁场在怎样的条件下才能产生感生电流呢?利用磁通量的概念，我们就可以说，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感生电流产生。

从理论上来讲，在三相交流电中的每项都平衡的情况下它所产生的磁场的矢量和为零，由于在这种情况下它的总电流矢量和为零。

也就是说，在三相交流电平衡时，被三相电缆穿钢管敷设通过，不会有变化的磁场在钢导管上产生，也不会有电涡流产生。

电涡流是一种感应电流，这种感应电流的产生是由于在电缆周围有单芯电缆通过而产生的交变的磁场，单芯电缆往往是三相的或者是单项的，它产生的交变磁场与一个闭合的导体，通常是外护钢管，相互作用从而产生出感应电流。

电涡流具有很大的破坏能力，大量的电能因为它而被损耗，从而造成钢管发热，甚至导致电缆被烧坏。

2电涡流产生的危害的实例分析电涡流产生的危害的实例分析为了防止电涡流的危害，不得在钢导管内单独穿过三相或单项的交流单芯电缆《（建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303—2002）第15.1.1条规定）。

为了防止涡流效应，同意交流回路的电线应该穿于同一金属导管内《（建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303—2002）第15.1.2规定）。

所谓同一回路，指的是无论是相线还是中性线，它们的线路都是由同一个控制开关以及保护装置引出的。

例如，在某机械加工厂工程中，变压器出线为两根YJV-3*185+1*95的电缆，由于保护管保护管为DN50的镀锌钢管，穿不下两根电缆，施工人员擅做主张将电缆剥取保护层后单项穿入保护保护管中，由于在钢导管中有单相交流单芯电缆穿过，在闭合的导体内产生了变磁场，引起了感应电流即电涡流，时间一长，电导致保护管发热，电缆绝缘层脱落，相线短路接地引起了大面积的停电事故，影响了正常的工业生产。

浅谈电气工程中电涡流引起的危害和防范措施摘要：在电气工程，电涡流的产生将会带来比较严重的危害，阻碍设备运行，严重的情况下将会出现人身财产危险。

为了对其危害产生的原因进行分析，在本文中首先对电涡流产生的原理以及危险条件进行研究，然后通过实例论述了电涡流产生时有可能带来的危害。

最后根据实际的电气工程施工需求，制定了危险防范措施。

基于此，本文首先对电涡流产生的原理进行分析，并且对电气工程中由于电涡流而引起的危害进行研究，并提出危害防范措施。

关键词：电气工程；电涡流；危害；防范措施前言：在电气工程中，电涡流的存在，将会对系统带来危害。

从电气工程设备角度上分析，需要对电气工程设备进行安全控制，调节电气工程设备负载功率因数；并且对电气工程电涡流现象检测，采用电缆沟敷设的方式，有效的降低电涡流产生率，为实际的电气工程施工带来便利。

1.电涡流产生原理与条件电涡流的产生原理比较简单，基于电磁场中电涡流效应。

首先介绍一下什么是电涡流效应。

在法拉第电磁感应原理介绍中，将块状金属导体置于变化的磁场中，或在金属导体在磁场中作切割磁力线运动时，此时在金属导体内将产生呈涡旋状的感应电流，该电流形式呈闭合回路，近似于水涡流形状，物理学中将该电流叫电涡流，而电涡流产生的现象称为电涡流效应。

电涡流的产生是在电磁感应原理基础上，进行的延伸[1]。

对电涡流产生的条件进行分析，在电气工程三相电缆中，当各相的负荷不均衡时，或者在某单一线路上存在问题时，使得系统中电流适量不为零，并且导致磁场的矢量也不为零。

那么在这样的情况下将会产生磁场，在磁场的作用下产生了电涡流。

2.电气工程中电涡流引起的危害2.1危害实例分析在XX电气工程中，其电缆的铺设方式主要采用4根300毫米的单芯电缆。

在三相不平衡基础上，导致这四根电缆中，存在着其中一根电缆与另外几根电缆之间出现较大的电流差，相差100安，因此在该工程中出现了电涡流。

当电涡流的出现，使得这四根单芯导线所穿过的镀锌钢制电缆桥架一直发热，温度达到了60℃。