隨著銅絲編織密度的增大,屏蔽抑制係數也不斷增長,編織密度越大,屏蔽效果越好。反之,當編織密度較低時,屏蔽抑制係數也偏低。
當電纜採用銅帶屏蔽時,其屏蔽抑制係數是較高的,一般能夠達到0.8以上。對比圖5、圖6可知,採用銅絲編織屏蔽時,只有編織密度達到90%以上,其屏蔽效果才與銅帶屏蔽相當。所以,變頻電纜應盡量採用銅帶屏蔽,以確保屏蔽效果。制造者習慣 採用銅線編織屏蔽,實際上這並不是好方法,材 料消耗大、加工速度慢、屏蔽效果不是理想。採 用銅帶搭蓋繞包並軋紋是較為先進的結構和工藝,形成了全封閉金屬層,可達到有效的屏蔽功能。
當電纜採用銅帶屏蔽時,不同厚度銅帶對屏蔽效果的影響也應予以考慮,銅帶厚度不能太薄,以保證抑制電磁波對外發射。如圖6所示,當銅帶厚度較薄時,屏蔽抑制係數也很低,屏蔽效果不好,而隨著銅帶厚度的增加,其屏蔽效果得到了提高,但應注意,當銅帶達到厚度後,屏蔽抑制係數的數值變化不再明顯。 3.2 脈衝電壓對絕緣的影響 變頻電源的頻率調節範圍較寬,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,作為一種行波經多次反射,幅值疊加可達到工作電壓數倍,電纜越長,幅值越高,若電纜絕緣係數不高,可能被擊穿。因此為確保電纜,我們從以下三個方面著手: (1)增大絕緣厚度,提高絕緣耐電壓能力,同時選用絕緣性能較好材料。電纜絕緣厚度可採用對應電壓等級的規定,若適當加厚,當然更為可靠,這對變頻電纜更為有利。一般陸用情況下,採用聚氯乙烯絕緣並不理想,因為其介質係數偏大,在交變電場作用下,其介質損耗也很大。而採用交聯聚乙烯絕緣則較為合適,交聯聚乙烯材料介質係數低,介質損耗小,同時其耐溫等級和機械性能也比聚氯乙烯好,其兼有機、電、熱等優良性能。採用交聯聚乙烯作為絕緣材料是比較適合的選擇。 (2)導體外增加半導電層(圖7),以均化電場,減少放電。 導體在加工過程中,可能會在表面產生缺陷(如毛刺),導體外沒有半導電層,則在缺陷處產生電場畸變,容易產生擊穿破壞絕緣。如施加半導電層後,由於半導電層的存在,導體表面電場得到均化,可有效避免絕緣擊穿。(3)電纜採用對稱結構,以達到均化電場和各相均衡。對於四芯低壓電纜,首先是改善絕緣線芯的排列,假如電纜的四個芯直接成纜,是不對稱結構(見圖8),如果將第四芯分解為三個截面較小的絕緣芯,把三大三小線芯對稱結構(見圖9)成纜,二種情況相比較,對稱型電纜各主線芯間距離相等位置固定,電纜內部電場均化,對絕緣比較有利。另外,完整的三相正弦供電係統,當三相電流平衡時,其中性線的電流為零,若出現三次諧波,則三次諧波的電流分量在中性線內不存在相位差,所以直接疊加成分量的三倍。若變頻原供電對象是三個單相變頻電機,而且處於三相功率分布平衡狀態,則中性線電流更大,中性線截面應不小於相截面。為了取得很好的各相均衡特性,宜採用對稱結構。 3.3 屏蔽層接地措施 屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發射的必要條件,銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決,而縱包銅帶軋紋屏蔽需用夾具接地,夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合,接地線由夾具尾端引出。 3.4 外護套 這種電纜大多數敷設在室內,一般不需鎧裝,雖然不完全排除用聚氯乙烯護套,但選用高密度聚乙烯更為合適。 3.5 電纜的附加試驗 一般低壓電纜不需要進行脈衝電壓試驗,如IEC 60502 標準僅對 3.6/6kV 及以上的電纜才規定進行脈衝電壓試驗。變頻電機的連接電纜情況略有不同,需要承受高頻脈衝電壓。高頻波振幅可達1200∼1900 V,振鈴頻率約 100∼2000 kHz ,對電纜進行脈衝電壓試驗(型式試驗)是為驗證電纜的絕緣水平。試驗可參考IEC 60502標準,即施加正負各十次脈衝電壓試驗,試驗電壓可考慮 40 kV ,但需要進一步驗證,是否必要工廠也可自行決定。 4 3.6/6 ∼ 6/10 kV中壓變頻電纜的發 展 由於機械裝備大型化,需要電機容量也配套擴大,相應變頻電源的輸出電流也要求增大,但受到大電流變頻元件的限制,進一步提高電流容量技術發展受到限制。但另一方面提高變頻電源輸出電壓相對比較容易,提高電壓後,中壓變頻電機功率可大幅度增加,此時電纜的電壓等級也跟上。