選擇變頻器屏蔽電纜注意事項

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(shè)備投資費用少，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，節(jié)能，調(diào)速范圍大，具有恒功率、恒轉(zhuǎn)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，近在家用電器同樣也大量應(yīng)用。

   變頻調(diào)速技術(shù)關(guān)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。

   大概三十年前，電纜研究所開發(fā)和生產(chǎn)過中頻電纜，這也可稱得上是目前變頻電纜的前身，其工作頻率為100～400 Hz ，提供電源的設(shè)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(zhuǎn)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(shè)計思路是降低線路阻抗和集膚效應(yīng)，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(yīng)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。

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。

適用范圍：

適用于干燥或潮濕的室內(nèi)，無強應(yīng)力緩釋或強制引導的自由連續(xù)往復運動下的安裝，工業(yè)使用環(huán)境下的彎曲場合，如木工機械、機床加工設(shè)備、物流輸送系統(tǒng)、起重機場合等，對電磁屏蔽抗干擾好。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)。用于水泵、鼓風機、輸送機、傳輸線和空調(diào)等電力傳輸。

變頻電纜使用條件

1、額定電壓U0/U：0.6/1KV?！　?/span>

2、電纜導體長期允許高溫度為：+90度，短路時高溫度+250度。 　　

3、安裝敷設(shè)環(huán)境溫度：≥ 0度，固定敷設(shè)時環(huán)境溫度不低于-10度。 　　

4、電纜允許小彎曲半徑：≥15D（D-電纜外徑）。

變頻電纜產(chǎn)品性能

1、設(shè)計采用符合GB/T3956-1997規(guī)定的第5類軟絞合銅導體。

2、交聯(lián)聚乙烯絕緣、耐溫耐候性好。

3、低傳輸阻抗，電磁兼容性好。

4、低工作電容。

5、良好的抗干擾和低輻射性能。

6、對稱的三芯電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有比四芯電纜更好的傳輸性能。

7、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。

8、具有良好的屏蔽性能，可降低變頻器輸出中存在的高次揩波的不良影響。

9、低煙無鹵阻燃電纜能經(jīng)受GB12666.5規(guī)定的成束燃燒試驗且燃燒時的煙濃度符合GB12666.7（IEC1034）的 規(guī)定，燃燒析出氣體水溶液的PH值≥4.3，導電率≤10μs/mm并符合IEC754-2的要求。

10、彎曲壽命比普通安裝線要長，但不作為拖鏈電纜使用。

使用特性：

1、較低的有效電容

2、具有良好的耐火燃燒性能，可用于危險區(qū)域

3、低傳輸阻抗。該產(chǎn)品含有屏蔽層，具有較強的抗電磁干擾、抗雷擊及均勻電場，改善供電品質(zhì)特性。傳輸阻抗RX是對屏蔽阻抗感應(yīng)和電容束合的有效度量，低傳輸阻抗可提供良好的電磁相容性

型號及名稱：

BPVVP：聚氯乙烯絕緣和護套銅絲編織屏蔽變頻電力電纜

BPVVP2：聚氯乙烯絕緣和護套銅帶繞包屏蔽變頻電力電纜

BPVVPP2：聚氯乙烯絕緣和護套銅絲編織銅帶繞包屏蔽變頻電力電纜

BPVVP3：聚氯乙烯絕緣和護套鋁聚酯復合膜繞包屏蔽變頻電力電纜

BPYJVP：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅絲編織屏蔽變頻電力電纜

BPYJVP2：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅帶繞包屏蔽變頻電力電纜

BPYJVPP2：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅絲編織銅帶繞包屏蔽變頻電力電纜

BPYJVP3：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋁聚酯復合膜繞包屏蔽變頻電力電纜

BPYJVP：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅絲編織總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJPVP：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅絲編織分屏蔽和總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJPVP2：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅絲編織分屏蔽銅帶繞包和總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJVP2：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅帶繞包總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJP2VP2：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅帶繞包分屏蔽和總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJP2VP：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅帶繞包分屏蔽銅絲編織總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJVP2P：交聯(lián)聚乙烯絕緣銅帶繞包和銅絲編織雙層總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJP3VP：交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁（鋁塑）帶（扎紋）縱包分屏蔽銅絲編織總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

BPYJP3VP2：交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁（鋁塑）帶（扎紋）縱包分屏蔽銅帶繞包總屏蔽聚氯乙烯護套變頻器電纜

ZR-BPYJVP：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅絲編織屏蔽阻燃變頻器電纜

ZR-BPYJVP1：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅絲纏繞屏蔽阻燃變頻器電纜

ZR-BPYJVP1-2：交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅絲纏繞銅帶繞包雙重屏蔽阻燃變頻器電纜

變頻電纜主要技術(shù)指標

變頻電纜型號說明

●規(guī)格范圍

　　1、芯數(shù)：3芯 標稱截面（1.5~240㎜?）。

　　2、芯數(shù)：6芯（3+3）標稱截面（主線芯截面：2.5-240㎜?，副線芯截面:0.5-35㎜?）。

例：銅芯0.6/1KV交聯(lián)聚乙烯絕緣銅絲編織屏蔽，聚氯乙烯護套阻燃變頻器用主回路電纜，3×185＋3×35mm2 表示為：BPYJVP-0.6/1KV 3×185＋3×35

注：有關(guān)電纜的詳細技術(shù)參數(shù)請向我公司垂詢。

：     徐

一、變頻電纜的工作特點

  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(yù)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(yīng)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(shè)計時已將變頻電源、連接電纜和變頻電機一并設(shè)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(lǐng)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）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(yīng)不小于相截面。

二、變頻線纜的結(jié)構(gòu)及附加試驗討論

 了解變頻電纜工作特點之后，就不難從電纜結(jié)構(gòu)改進來解決上述三個問題。

   1.絕緣的電氣擊穿問題 變頻電機大量應(yīng)用后，重慶線纜大多數(shù)情況選用一般電力電纜，如聚氯乙烯絕緣、護套電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜，由于電纜本身耐壓水平較高，很少發(fā)生電纜本體擊穿。這與上述深井油泵電纜擊穿事故顯然不同，深井油泵電纜采用聚酰亞胺/聚全氟乙丙烯復合薄膜繞包燒結(jié)和乙丙橡膠雙層絕緣，從厚度和絕緣密實來看并不理想，油泵電纜長度超過3千米，油井的工作環(huán)境嚴酷，電纜處在高溫、高壓、含油和含水的條件中工作，其絕緣性能比較脆弱，當運行過程中受到多種惡劣因素的侵蝕后發(fā)生電、熱因子交錯作用而導致絕緣擊穿。為何電纜在工頻下能長期運行而變頻下幾小時內(nèi)擊穿? 這決不是老化問題，基本上可歸結(jié)于高頻脈沖電壓的影響。一般陸用情況下，采用聚氯乙烯絕緣并不理想，因為其介質(zhì)損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯絕緣較為滿意，它兼有機、電、熱等優(yōu)良性能。電纜絕緣厚度可采用1kV 電壓等級的規(guī)定，若適當加厚，當然更為可靠，這對變頻電纜更為有利。 
 

   2.高頻電磁波對環(huán)境污染問題 雖然目前沒有國家規(guī)范規(guī)定電纜發(fā)射電磁波造成環(huán)境污染的考核指標，但抑制對外高頻干擾是必須做到的。對于四芯低壓電纜，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(jié)構(gòu)，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成纜,二種情況相比較，對稱型比較有利。第二應(yīng)認為更重要的是加強總屏蔽結(jié)構(gòu)。制造者習慣采用銅線編織屏蔽，實際上這并不是好方法，材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效應(yīng)不是理想。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為先進的結(jié)構(gòu)和工藝，形成了全封閉金屬層，只要厚度適當，可達到有效的屏蔽功能。而這種工藝及其所用的材料在光纜領(lǐng)域中已十分普遍，銅帶厚度不能太薄，以保證抑制電磁波對外發(fā)射。 
 

   3.屏蔽層接地措施 屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)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(yīng)當吻合，接地線由夾具尾端引出。 
 

   4.外護套 這種電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi)，一般不需鎧裝，雖然不*排除用聚氯乙烯護套，但選用高密度聚乙烯更為合適。 
 

   5.電纜的附加試驗一般低壓電纜不需要進行脈沖電壓試驗，如IEC 60502 標準僅對 3.6/6 kV 及以上的電纜才規(guī)定進行脈沖電壓試驗。變頻電機的連接電纜情況略有不同，需要承受高頻脈沖電壓。高頻波振幅可達1200～1900 V ，振鈴頻率約 100～2000 kHz ，對電纜進行脈沖電壓試驗（型式試驗）是體現(xiàn)電纜絕緣水平。試驗可參考IEC 60502 標準，即施加正負各十次脈沖電壓試驗，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。

    三、3.6/6 ～ 6/10 kV中壓變頻電纜的發(fā)展由于機械裝備大型化，需要電機容量也配套擴大，相應(yīng)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(shù)發(fā)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，提高電壓后,中壓變頻電機功率可大幅度增加，此時電纜的電壓等級也必須跟上。目前3.6/6 ～ 6/10 kV中壓變頻電纜已有投入使用，從絕緣結(jié)構(gòu)和電氣、機械、物理性能上說，可以與電力電纜等同，交聯(lián)聚乙烯顯然是絕緣材料，如果在敷設(shè)時要求柔軟，采用乙丙橡膠絕緣也有一定的優(yōu)點。由于工作電壓的提高，高頻電磁波的發(fā)射能力明顯增強，所以屏蔽結(jié)構(gòu)要求更完善。在變頻電纜工作條件下，同軸電纜是一種合適的結(jié)構(gòu)，所以變頻線纜的三個主線芯采用同軸結(jié)構(gòu)，總屏蔽的結(jié)構(gòu)與低壓變頻電纜相同。四、結(jié)束語變頻電機用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜是一種新的系列產(chǎn)品，目前還不能說很成熟，技術(shù)上比較容易解決。盡管市場的總需求量并不很大，但這種電纜的發(fā)展很有前途，中型及以上的變頻電機應(yīng)當采用這類電纜，至于小型變頻電機用變頻電纜，歸入此范疇也未嘗不可，當前對這類產(chǎn)品的行業(yè)標準也可提上日程。