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变频电缆

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  • 发布时间:2013/9/17 8:27:12
  • 作者:银河电气

一、变频电缆的介绍

  变频电缆的结构包括三根主线绝缘线、三根零线绝缘线,在主线绝缘线和零线绝缘线外依次设置内绕包层、铜带层、外绕包层和外护套层,形成3+3线芯结构,使电缆具有较强的耐电压冲击性,能经受高速频繁变频时的脉冲电压,对变频电器起到良好的保护作用。变频电缆主要用于变频电源变频电机之间连接用的电缆,以及额定电压1KV及以下的输配电线路中,作输送电能用.尤其适用于造纸、冶金、金属加工、矿山、铁路和食品加工等行业。

变频电缆

二、变频电缆与普通电缆的区别

1.电缆对称性设计 

  对于1.8/3KW及以下变频电机专用电缆,和对称3+1芯和4芯电缆仅可用于主电源的输入缆,但最好使用对称结构电缆。变频器与变频电机间电缆均需采用对称电缆结构,对称电缆结构有3芯和3+3芯两种, 3+3芯电缆结构是将三大一小四芯绝缘线芯中第四芯(中性线芯)分解为三个截面较小的绝缘线芯,把三大三小线芯对称成缆,对于6/10kV变频电机专用电缆,该电缆结构与6/10kV普通电力电缆有所不同,普通电力电缆是将三根绝缘线芯采用铜带屏蔽后成缆,而变频电机专用电缆是由铜丝铜带屏蔽后挤包分相护套,然后对称成缆,对称电缆结构由于导线的互换性,有更好的电磁相容性,对抑制电磁干扰起到一定的作用,能抵消高次谐彼中的奇次频率,提高变频电机专用电缆的抗干扰性,减少了整个系统中的电磁辐射

2.屏蔽结构的设计 

  1.8/3kV及以下变频电机专用电缆的屏蔽一般采用总屏蔽,6/10kv变频电机专用电缆屏蔽由分相屏蔽和总屏蔽构成,分相屏蔽一般可采用铜带屏蔽或铜丝铜带组合屏蔽。总屏蔽结构可采用铜丝铜带组合屏蔽、铜丝编织屏蔽、铜带屏蔽、铜丝编织铜带屏蔽等,屏蔽层截面与主线芯截面按一定比例。此结构的屏蔽电缆可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰,减小电感,防止感应电动势过大。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用,又可作为短路电流的通道,能起到中性线芯的保护作用。6/10kV变频电机专用电缆,考虑到电缆在使用过程中经常受到径向外力作用,在电缆屏蔽层外增加镀锌钢带铠装层(在屏蔽层和钢带铠装层之间加隔离套)。钢带铠装主要是作为电缆的径向机械保护层,同时它也起到附加性总屏蔽作用,特别是钢带铠装和铜丝、铜带屏蔽,是采用了两种不同屏蔽材料,在电磁波屏蔽上起到一定的互补作用,屏蔽效果将更好。 

3.电缆电气性能设计 

  1.8/3kV及以下变频电机专用电缆电气性能均按GB/Tl2706, 2002标准设计。6/10kV变频电机专用电缆在满足GBT/l2706.2002标准外,增加了电容和电感等电性能要求。根据变频电机专用电缆的实际使用情况并参照GB/T 12706.2002和ABB日公司对电力传动电缆的技术条件,确定了电缆的电气性能参数。

4.电缆的主要制造工艺技求 

  在变频电机专用电缆生产过程中,绝缘线芯挤包工序、成缆工序等是最关键的工序。 绝缘线芯挤包工序绝缘线芯的质量将直接影响到电缆的电气性能。为了提高电缆的质量,我们选择高电性能绝缘材料生产,例如1.8/3kv变频电机专用电缆,采用10kV交联绝缘材料,6/10kv变频电机专用电缆采用35kv交联绝缘材料,导体屏蔽、绝缘屏蔽和绝缘材料均采用了进口材料。在生产过程中,我们特别注重原材料的净化,屏蔽与绝缘材料挤包紧密,控制绝缘偏心度和绝缘外径的均匀一致,这样可减少界面效应,提高电缆电气性能。成缆工序变频电缆要求结构对称,成缆时必须保证绝缘线芯张力均匀,使成缆后的线芯长度尽量保持一致,否则会引起结构变化,导致电容和电感的不均匀性,影响电缆的电气性能。而且最好在具有退扭的成缆设备上完成。 

三、变频电缆的工作特点

  近二十年来变频调速电机在国内外有很大的发展,年增长率略超过10% ,而直流传动年增长率为3-4% 。变频电机具有较多的优点,如设备投资费用少,结构简单,体积小,成本低,节能,调速范围大,具有恒功率、恒转速的特性,使用方便,容量大等等。因此当前在冶金、矿山、铁路等工业方面广泛地使用,最近在家用电器同样也大量应用。变频调速技术关系到变频电机、变频电源和连接电缆,这段电缆长度并不很长,截面也不很大,绝缘性能属于电力电缆范畴,因为实际的工作频率为30~300 Hz ,常简称为变频电缆,当前常选用交联聚乙烯为绝缘材料。变频电缆的前身,其工作频率为100~400 Hz ,提供电源的设备是由直流电机驱动的中频发电机组,改变直流电机转速来调节发电机的输出频率,中频电压的波形能维持形状规则的正弦波,当时电缆的设计思路是降低线路阻抗和集肤效应,采取同轴电缆和扩大内导体直径,电缆在冶金工业上应用效果十分良好。目前的变频电源是通过可控硅元件调频,较大程度上改变了波形特性,从而对电机和电缆带来了新问题。

  1.脉冲电压对绝缘的影响,变频电源的频率调节范围较宽,不论频率高低,具有一个主频率的波形轮廓,它包含了许多高次谐波,作为一种行波经多次反射,幅值叠加可达到工作电压数倍,电缆越长,幅值越高,若电缆绝缘安全系数不高,可能被击穿。石油开采用3000多米长的潜油泵电缆,在工频下能长期正常运行,可是在变频条件下,电缆才投入运行数小时即发生击穿,说明脉冲过电压的危害性,所以预防是必要的。由于交联绝缘电力电缆的耐压水平较高,电缆长度一般在300米以内,多年来的运行未发生击穿事件,尽管如此,绝缘厚度及工艺应加以重视,实心绝缘是可靠的,绕包绝缘是不适合的。 
  2.电缆本体对外发射电磁波,一般变频家用电器为单相供电,长度很短,功率也较小,设计时已将变频电源、连接电缆和变频电机一并设置在金属壳内,抑制了电磁波对外发射。但是在工业领域内,电机功率较大,连接变频电机和变频电源之间的电缆长度长,在工作时电缆就是高频电磁波向外发射的有效载体,对于周围邻近地区的通信工具(如无绳电话)或调幅接受器(如收音机调幅波段)将产生干扰,有时情况也比较严重,称之为电磁波的环境污染,国外早已对这种电缆提出要求,国内也很重视,目前各电缆厂制订了企业标准,今后将会统一制订行业标准。 
  3.中性线电流的叠加,完整的三相正弦供电系统,当三相电流平衡时,其中性线的电流为零,若出现三次谐波,则三次谐波的电流分量在中性线内不存在相位差,所以直接叠加成分量得三倍。若变频原供电对象是三个单相变频电机,而且处于三相功率分布平衡状态,则中性线电流更大,中性线截面应不小于相截面。

 

  作者:vfecc

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