交流變頻調速技術是現代電力傳動技術的重要發展方向，其應用領域也相應地進入了一個新的高潮，目前在磁懸浮列車、高速鐵路、石油採油的調速、超聲波驅油等領域也得到了大量的應用。有資料表明我 國變頻器市場的增長速度每年都在10%以上。雖然變頻技術的應用範圍很廣，但對於許多工程技術人員來說變頻技術尚屬於一門新的技術。同時，在此情況下也帶來了電機和變頻器之間電力電纜的結構設計和如何正確選用電力電纜等成為一個新的課題。鑒於這方面的原因，本文對變頻係統用電力電纜結構、相關性能要求以及電纜的接線方式等方面作一介紹。供相關電纜制造和電氣設計技術人員作參考。 2國外典型變頻係統用電力電纜結構介紹 2.1ABB公司認可的電纜結構及相關要求 2.1.1主電電纜為滿足工業環境的一般電磁輻射標準，主電電纜是三芯或四芯屏蔽電纜。電纜屏蔽的有效性規則是，屏蔽層越緊密電磁輻射的水平就越低。可以基於屏蔽層的結構或傳輸阻抗來評價它的有效性：屏蔽結構：電纜的屏蔽層採用銅絲纏繞在三芯或四芯相線的外面，帶有一個螺旋形銅帶，減小了屏蔽層孔的大小。屏蔽層傳輸阻抗：在100MHz範圍以內，傳輸阻抗等於或小於1Ω/m。 2.1.2電機電纜電機電纜屏蔽滿足上述主電電纜屏蔽的要求。屏蔽結構：電纜的屏蔽層至少包括一個銅帶重疊的層和銅絲纏繞的層繞包在三芯或四芯相線的外面，也可選擇銅絲編織作為屏蔽層。 屏蔽層傳輸阻抗：在100MHz範圍以內，傳輸阻抗等於或小於100 mΩ/m。 2.2 PHILSHEATH牌變頻係統用電力電纜這種電纜是由ANIXTER公司和原BICC公司聯合研制開發的，在變頻係統應用有著很多的業績。主要原因是這種電纜採用3根相線+3根接地線的對稱電纜結構，並在電纜的結構元件中設計了一層縱包焊接波紋鋁護套作為屏蔽層，屏蔽層一是防止電磁幹擾；二是具有極低的傳輸阻抗。 PHILSHEATH牌變頻係統用電力電纜的具體規範是：導體：絞制裸退火銅； 絕緣：XLPE；成纜：採用3根相線+3根接地線的對稱電纜結構。鋁護套：採用連續密封縱包焊接的波紋鋁護套，加工完成的鋁護套 進行壓力試驗；外護：黑色的耐光照PVC。該電纜在變頻係統中使用具有以下優點：鋁護套提供了一個均勻一致的電場，該電場能夠在電壓倍增之前增大了電機和傳動器之間的允許長度；高強度絕緣材料的使用，使得電纜能夠承受由於反射導致的巨大電壓峰值（2-3X）；鋁護套起到一種有效的屏蔽作用，從而減小了相鄰電路間的串擾；鋁護套為一種低阻抗的路徑，可防止產生的高頻噪音擴散到地面的電網； 外護套還起到一個絕緣的作用，可避免由於多個接地 點導致的接地電流的循環。3 不同電力電纜結構及EMC相關評價 EMC是電磁兼容的簡稱。IEC對其的定義是"設備或係統在其電磁環境中能工作正常且對環境中任何事物構成不能承受的電磁擾的能力"。EMC已成為產品認證領域的新熱點，它將成為電氣工程設計和研究人員在設計過程中考慮的主題。表1提供了屏蔽和不屏蔽，對稱芯線和不對稱芯線、平行芯線的各種電力電纜EMC評價。通過比較，3+3對稱芯線帶屏蔽的結構性能，經驗也表明，採用對稱屏蔽電纜也可以減少傳動係統的電磁輻射，以及減小電動機的軸電流和由此引起的軸承磨損。表1的意義還在於，當某種原因未能使用屏蔽電纜的時候，將如何以EMC的角度去選擇其它適用的電纜結構。表1 電力電纜的EMC評價 普通電力電纜的纜芯為平行絞合結構，且大都呈非對稱形。有文章報導過，普通結構的電力電纜在一些特殊場所使用會暴露出許多問題。對於變頻係統用電力電纜的纜芯結構一般傾向於圖1(a)所示的三芯電纜和 圖1(b)所示的3+3結構電纜，電纜纜芯呈對稱形、並均佩有屏蔽層。 4.2 電纜的導體常規變頻係統用電力電纜的導體同普通電力電纜相同，特殊場所有採用軟結構導體的需求（也即R型導體）。 4.3電纜的屏蔽 設有屏蔽層的電纜能夠有效的抑制內、外界的電磁幹擾，決定屏蔽層的屏蔽效果好壞常用屏蔽抑制係數來表示，屏蔽抑制係數為零說明電纜的屏蔽效果。 變頻係統用電力電纜常採用的屏蔽方式有：銅絲編織屏蔽，銅帶繞包屏蔽，銅絲纏繞屏蔽，銅絲銅帶組合屏蔽，銅帶縱包屏蔽（分軋紋與不軋紋），鋁帶縱包屏蔽（分軋紋與不軋紋），鋼絲銅絲組合屏蔽。縱包結構的屏蔽效果要比繞包結構的好。此外，也有採用鋁/塑復合帶進行繞包或縱包作為屏蔽層，這種屏蔽層應用到變頻係統用電力電纜的結構上是否滿足抗電磁幹擾的要求還值得商榷。選用何種屏蔽方式要依據電纜的使用場合而定。屏蔽層的截面一般根據使用要求 而定，通常屏蔽層的截面是相線截面的50%，也有要求和相線截面相等。 4.4電纜的絕緣 普通電力電纜用絕緣有PVC、XLPE、ERP、CSM、CR/PCP、NBR等材料，從材料的絕緣性能（體積電阻、介電常數、介質損耗、介電強度、工作溫度等）和彎曲性能等方面來考慮，變頻係統用電力電纜的絕緣使用較 多的材料為XLPE和ERP。 4.5電纜的電壓等級目前變頻係統用電力電纜電壓等級均在6/10kV以下，市場用量較大的電壓等級為0.6/1kV。4.6電纜的護套 變頻係統用電力電纜的護套材料多為PVC、ERP、無鹵低煙阻燃聚烯烴。
豫公安備 41010502000017號