一、變頻電纜的介紹

　　變頻電纜的結構包括三根主線絕緣線、三根零線絕緣線，在主線絕緣線和零線絕緣線外依次設置內(nèi)繞包層、銅帶層、外繞包層和外護套層，形成3+3線芯結構，使電纜具有較強的耐電壓沖擊性，能經(jīng)受高速頻繁變頻時的脈沖電壓，對變頻電器起到良好的保護作用。變頻電纜主要用于變頻電源和變頻電機之間連接用的電纜,以及額定電壓1KV及以下的輸配電線路中,作輸送電能用.尤其適用于造紙、冶金、金屬加工、礦山、鐵路和食品加工等行業(yè)。

二、變頻電纜與普通電纜的區(qū)別

1.電纜對稱性設計 

　　對于1.8/3KW及以下變頻電機專用電纜，和對稱3+1芯和4芯電纜僅可用于主電源的輸入纜，但最好使用對稱結構電纜。變頻器與變頻電機間電纜均需采用對稱電纜結構，對稱電纜結構有3芯和3+3芯兩種， 3+3芯電纜結構是將三大一小四芯絕緣線芯中第四芯(中性線芯)分解為三個截面較小的絕緣線芯，把三大三小線芯對稱成纜，對于6/10kV變頻電機專用電纜，該電纜結構與6/10kV普通電力電纜有所不同，普通電力電纜是將三根絕緣線芯采用銅帶屏蔽后成纜，而變頻電機專用電纜是由銅絲銅帶屏蔽后擠包分相護套，然后對稱成纜，對稱電纜結構由于導線的互換性，有更好的電磁相容性，對抑制電磁干擾起到一定的作用，能抵消高次諧彼中的奇次頻率，提高變頻電機專用電纜的抗干擾性，減少了整個系統(tǒng)中的電磁輻射。

2.屏蔽結構的設計 

　　1.8/3kV及以下變頻電機專用電纜的屏蔽一般采用總屏蔽，6/10kv變頻電機專用電纜屏蔽由分相屏蔽和總屏蔽構成，分相屏蔽一般可采用銅帶屏蔽或銅絲銅帶組合屏蔽。總屏蔽結構可采用銅絲銅帶組合屏蔽、銅絲編織屏蔽、銅帶屏蔽、銅絲編織銅帶屏蔽等，屏蔽層截面與主線芯截面按一定比例。此結構的屏蔽電纜可抗電磁感應、接地不良和電源線傳導干擾，減小電感，防止感應電動勢過大。屏蔽層既起到抑制電磁波對外發(fā)射的作用，又可作為短路電流的通道，能起到中性線芯的保護作用。6/10kV變頻電機專用電纜，考慮到電纜在使用過程中經(jīng)常受到徑向外力作用，在電纜屏蔽層外增加鍍鋅鋼帶鎧裝層(在屏蔽層和鋼帶鎧裝層之間加隔離套)。鋼帶鎧裝主要是作為電纜的徑向機械保護層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一定的互補作用，屏蔽效果將更好。 

3.電纜電氣性能設計 

　　1.8/3kV及以下變頻電機專用電纜電氣性能均按GB/Tl2706， 2002標準設計。6/10kV變頻電機專用電纜在滿足GBT/l2706.2002標準外，增加了電容和電感等電性能要求。根據(jù)變頻電機專用電纜的實際使用情況并參照GB/T 12706.2002和ABB日公司對電力傳動電纜的技術條件，確定了電纜的電氣性能參數(shù)。

4.電纜的主要制造工藝技求 

　　在變頻電機專用電纜生產(chǎn)過程中，絕緣線芯擠包工序、成纜工序等是最關鍵的工序。 絕緣線芯擠包工序絕緣線芯的質(zhì)量將直接影響到電纜的電氣性能。為了提高電纜的質(zhì)量，我們選擇高電性能絕緣材料生產(chǎn)，例如1.8/3kv變頻電機專用電纜，采用10kV交聯(lián)絕緣材料，6/10kv變頻電機專用電纜采用35kv交聯(lián)絕緣材料，導體屏蔽、絕緣屏蔽和絕緣材料均采用了進口材料。在生產(chǎn)過程中，我們特別注重原材料的凈化，屏蔽與絕緣材料擠包緊密，控制絕緣偏心度和絕緣外徑的均勻一致，這樣可減少界面效應，提高電纜電氣性能。成纜工序變頻電纜要求結構對稱，成纜時必須保證絕緣線芯張力均勻，使成纜后的線芯長度盡量保持一致，否則會引起結構變化，導致電容和電感的不均勻性，影響電纜的電氣性能。而且最好在具有退扭的成纜設備上完成。 

三、變頻電纜的工作特點

　　近二十年來變頻調(diào)速電機在國內(nèi)外有很大的發(fā)展，年增長率略超過10% ，而直流傳動年增長率為3-4% 。變頻電機具有較多的優(yōu)點，如設備投資費用少，結構簡單，體積小，成本低，節(jié)能，調(diào)速范圍大，具有恒功率、恒轉速的特性，使用方便，容量大等等。因此當前在冶金、礦山、鐵路等工業(yè)方面廣泛地使用，最近在家用電器同樣也大量應用。變頻調(diào)速技術關系到變頻電機、變頻電源和連接電纜，這段電纜長度并不很長，截面也不很大，絕緣性能屬于電力電纜范疇，因為實際的工作頻率為30～300 Hz ，常簡稱為變頻電纜，當前常選用交聯(lián)聚乙烯為絕緣材料。變頻電纜的前身，其工作頻率為100～400 Hz ，提供電源的設備是由直流電機驅(qū)動的中頻發(fā)電機組，改變直流電機轉速來調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出頻率，中頻電壓的波形能維持形狀規(guī)則的正弦波，當時電纜的設計思路是降低線路阻抗和集膚效應，采取同軸電纜和擴大內(nèi)導體直徑，電纜在冶金工業(yè)上應用效果十分良好。目前的變頻電源是通過可控硅元件調(diào)頻，較大程度上改變了波形特性，從而對電機和電纜帶來了新問題。

　　1.脈沖電壓對絕緣的影響，變頻電源的頻率調(diào)節(jié)范圍較寬，不論頻率高低，具有一個主頻率的波形輪廓，它包含了許多高次諧波，作為一種行波經(jīng)多次反射，幅值疊加可達到工作電壓數(shù)倍，電纜越長，幅值越高，若電纜絕緣安全系數(shù)不高，可能被擊穿。石油開采用3000多米長的潛油泵電纜，在工頻下能長期正常運行，可是在變頻條件下，電纜才投入運行數(shù)小時即發(fā)生擊穿，說明脈沖過電壓的危害性，所以預防是必要的。由于交聯(lián)絕緣電力電纜的耐壓水平較高，電纜長度一般在300米以內(nèi)，多年來的運行未發(fā)生擊穿事件，盡管如此，絕緣厚度及工藝應加以重視，實心絕緣是可靠的，繞包絕緣是不適合的。 
　　2.電纜本體對外發(fā)射電磁波，一般變頻家用電器為單相供電，長度很短，功率也較小，設計時已將變頻電源、連接電纜和變頻電機一并設置在金屬殼內(nèi)，抑制了電磁波對外發(fā)射。但是在工業(yè)領域內(nèi)，電機功率較大，連接變頻電機和變頻電源之間的電纜長度長，在工作時電纜就是高頻電磁波向外發(fā)射的有效載體，對于周圍鄰近地區(qū)的通信工具(如無繩電話)或調(diào)幅接受器(如收音機調(diào)幅波段)將產(chǎn)生干擾，有時情況也比較嚴重，稱之為電磁波的環(huán)境污染，國外早已對這種電纜提出要求，國內(nèi)也很重視，目前各電纜廠制訂了企業(yè)標準，今后將會統(tǒng)一制訂行業(yè)標準。 
　　3.中性線電流的疊加，完整的三相正弦供電系統(tǒng)，當三相電流平衡時，其中性線的電流為零，若出現(xiàn)三次諧波，則三次諧波的電流分量在中性線內(nèi)不存在相位差，所以直接疊加成分量得三倍。若變頻原供電對象是三個單相變頻電機，而且處于三相功率分布平衡狀態(tài)，則中性線電流更大，中性線截面應不小于相截面。

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