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变频线缆的结构及附加试验讨论
更新时间:2015-04-28   点击次数:1670次

   变频电缆,顾名思义为变频器电缆。是用来传输电能的,有着较高的电压等级。这就要求我们在设计变频电缆的结构时不单单要考虑外界环境对变频电缆的影响,由于其多数都敷设于室内,我们还要着重的考虑变频电缆对外界环境的影响。于是对于变频电缆的结构也就有了特殊的要求。虽然目前国内各大企业对变频电缆的结构说法不一,都相应的制定了自己的企业标准,但都比较倾向于对称3+3的结构。相信在不久的将来就会得到统一。在此,笔者收集并总结了部分关于变频电缆对称3+3结构的资料,希望能对变频电缆的发展尽一份绵薄之力。

  变频电缆目前选用了交联聚乙烯为绝缘材料,实际工作中承受的频率变化范围为30~300HZ,变频电缆有着抵抗高次谐波、减小与外界环境相互干扰等优点,主要敷设的地点为室内,这使得变频电缆的运行与周围的供电或用电设备有了非常密切的关系,于是就需要有一种特殊的结构来解决这种复杂的相互关系。因此便产生了对称3+3的结构。下面将对其作具体的说明。

1.绝缘的电气击穿问题 变频电机大量应用后,天津线缆大多数情况选用一般电力电缆,如聚氯乙烯绝缘、护套电缆或交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆,由于电缆本身耐压水平较高,很少发生电缆本体击穿。这与上述深井油泵电缆击穿事故显然不同,深井油泵电缆采用聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯复合薄膜绕包烧结和乙丙橡胶双层绝缘,从厚度和绝缘密实来看并不理想,油泵电缆长度超过3千米,油井的工作环境严酷,电缆处在高温、高压、含油和含水的条件中工作,其绝缘性能比较脆弱,当运行过程中受到多种恶劣因素的侵蚀后发生电、热因子交错作用而导致绝缘击穿。

为何电缆在工频下能运行而变频下几小时内击穿? 这决不是老化问题,基本上可归结于高频脉冲电压的影响。一般陆用情况下,采用聚氯乙烯绝缘并不理想,因为其介质损耗偏大。交联聚乙烯绝缘电缆较为满意,它兼有机、电、热等优良性能。电缆绝缘厚度可采用1kV 电压等级的规定,若适当加厚,当然更为可靠,这对变频电缆更为有利。

   2.高频电磁波对环境污染问题 虽然目前没有国家规范规定电缆发射电磁波造成环境污染的考核指标,但抑制对外高频干扰是必须做到的。对于四芯低压电缆,首先是改善绝缘线芯的排列,假如电缆的四个芯直接成缆,是不对称结构,如果将第四芯分解为三个截面较小的绝缘芯,把三大三小线芯对称成缆,二种情况相比较,对称型比较有利。第二应认为更重要的是加强总屏蔽结构。制造者习惯采用铜线编织屏蔽,实际上这并不是好方法,材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效应不是。采用铜带搭盖纵包并轧纹是较为的结构和工艺,形成了全封闭金属层,只要厚度适当,可达到有效的屏蔽功能。而这种工艺及其所用的材料在光缆领域中已十分普遍,铜带厚度不能太薄,以保证抑制电磁波对外发射。

   3.屏蔽层接地措施 屏蔽层接地良好是抑制电磁波对外发射的必要条件,铜线编织屏蔽电缆的接地方式较容易解决,而纵包铜带轧纹屏蔽需用夹具接地,夹具与轧纹铜管的接触面应当吻合,接地线由夹具尾端引出。

   4.外护套 这种电缆大多数敷设在室内,一般不需铠装,虽然不*排除用聚氯乙烯护套,但选用高密度聚乙烯更为合适。

   5.电缆的附加试验一般低压电缆不需要进行脉冲电压试验,如IEC 60502 标准仅对 3.6/6 kV 及以上的电缆才规定进行脉冲电压试验。变频电机的连接电缆情况略有不同,需要承受高频脉冲电压。高频波振幅可达1200~1900 V ,振铃频率约 100~2000 kHz ,对电缆进行脉冲电压试验(型式试验)是体现电缆绝缘水平。试验可参考IEC 60502 标准,即施加正负各十次脉冲电压试验,试验电压可考虑 40 kV ,但需要进一步验证,是否必要工厂也可自行决定。 

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