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变频电缆的作业特征

2017-07-14 14:09分类:电工基础知识 阅读:

 

变频调速技能联络到变频电机、变频电源和联接电缆,这段电缆长度并不很长,截面也不很大,绝缘功用归于电力电缆领域,因为实习的作业频率为30~300 Hz ,常简称为变频电缆,其常常选用交联聚乙烯为绝缘资料。

大约三十年前,电缆研讨所开发和出产过中频电缆,这也可称得上是如今变频电缆的前身,其作业频率为100~400 Hz ,供给电源的设备是由直流电机驱动的中频发电机组,改动直流电机转速来调度发电机的输出频率,中频电压的波形能坚持形状规矩的正弦波,其时电缆的方案思路是下降线路阻抗和集肤效应,选用同轴电缆和拓宽内导体直径,电缆在冶金工业上运用作用十分超卓。

如今的变频电源是经过可控硅元件调频,较大程度上改动了波形特性,然后对电机和电缆带来了新疑问。

一、变频电缆的作业特征

1.脉冲电压对绝缘的影响 变频电源的频率调度方案较宽,不管频率凹凸,具有一个主频率的波形概括,它包含了许多高次谐波,作为一种行波经屡次反射,幅值叠加可抵达作业电压数倍,电缆越长,幅值越高,若电缆绝缘安全系数不高,或许被击穿。石油开选用3000多米长的潜油泵电缆,在工频下能长时刻正常作业,但是在变频条件下,电缆才投入作业数小时即发作击穿,阐明脉冲过电压的危害性,所以避免是必要的。因为交联绝缘电力电缆的耐压水平较高,电缆长度通常在300米以内,多年来的作业未发作击穿作业,尽管如此,绝缘厚度及技能应加以注重,实心绝缘是牢靠的,绕包绝缘是不适宜的。

2.电缆本体对外发射电磁波 通常变频家用电器为单相供电,长度很短,功率也较小,方案时已将变频电源、联接电缆和变频电机一同设置在金属壳内,按捺了电磁波对外发射。但是在工业领域内,电机功率较大,联接变频电机和变频电源之间的电缆长度长,在作业时电缆便是高频电磁波向外发射的有用载体,关于周围邻近区域的通讯东西(如无绳电话)或调幅接受器(如收音机调幅波段)将发作搅扰,有时状况也比照严峻,称之为电磁波的环境污染,国外早已对这种电缆提出恳求,国内也很注重,如今各电缆厂拟定了公司规范,往后将会一同拟定作业规范。

3.中性线电流的叠加 无缺的三相正弦供电系统,当三相电流平衡时,其间性线的电流为零,若呈现三次谐波,则三次谐波的电流重量在中性线内不存在相位差,所以直接叠加成重量得三倍。若变频原供电政策是三个单相变频电机,并且处于三相功率散布平衡状况,则中性线电流更大,中性线截面应不小于相截面。

二、变频电缆的构造及附加实验议论 了解变频电缆作业特征往后,就不难从电缆构造改进来处理上述三个疑问。

1.绝缘的电气击穿疑问 变频电机许多运用后,大大都状况选用通常电力电缆,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,因为电缆自身耐压水平较高,很少发作电缆本体击穿。这与上述深井油泵电缆击穿事端显着纷歧样,深井油泵电缆选用聚酰亚胺/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志趣,油泵电缆长度跨过3千米,油井的作业环境严峻,电缆处在高温、高压、含油和含水的条件中作业,其绝缘功用比照软弱,当作业进程中遭到多种恶劣要素的腐蚀后发作电、热因子交织作用而致使绝缘击穿。为何电缆在工频下能长时刻作业而变频下几小时内击穿? 这决不是老化疑问,根柢上可归结于高频脉冲电压的影响。通常陆用状况下,选用聚氯乙烯绝缘并不志趣,因为其介质损耗偏大。交联聚乙烯绝缘较为满足,它兼有机、电、热等优秀功用。电缆绝缘厚度可选用1kV 电压等级的规矩,若恰当加厚,当然更为牢靠,这对变频电缆更为有利。

2.高频电磁波对环境污染疑问 尽管如今没有国家规范规矩电缆发射电磁波构成环境污染的查核政策,但按捺对外高频搅扰是有必要做到的。关于四芯低压电缆,首要是改进绝缘线芯的摆放,假定电缆的四个芯直接成缆,是不对称构造,假定将第四芯分化为三个截面较小的绝缘芯,把三大三小线芯对称成缆,二种状况比照照,对称型比照有利。第二应以为更首要的是加强总屏蔽构造。制作者习气选用铜线织造屏蔽,实习上这并不是好办法,资料耗费大、加工速度慢、屏蔽效应不是最志趣。选用铜带搭盖纵包并轧纹是较为抢先的构造和技能,构成了全封闭金属层,只需厚度恰当,可抵达有用的屏蔽功用。而这种技能及其所用的资料在光缆领域中已十分广泛,铜带厚度不能太薄,以确保按捺电磁波对外发射。

3.屏蔽层接本地法 屏蔽层接地超卓是按捺电磁波对外发射的必要条件,铜线织造屏蔽的接本地法较简略处理,而纵包铜带轧纹屏蔽需用专用夹具接地,夹具与轧纹铜管的触摸面应当契合,接地线由夹具尾端引出。

4.外护套 这种电缆大大都敷设在室内,通常不需铠装,尽管不彻底扫除用聚氯乙烯护套,但选用高密度聚乙烯更为适宜。

5.电缆的附加实验通常低压电缆不需求进行脉冲电压实验,如IEC 60502 规范仅对 3.6/6 kV 及以上的电缆才规矩进行脉冲电压实验。变频电机的联接电缆状况略有纷歧样,需求接受高频脉冲电压。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实验(型式实验)是表现电缆绝缘水平。实验可参看IEC 60502 规范,即施加正负各十次脉冲电压实验,实验电压可思考 40 kV ,但需求进一步验证,是不是必要工厂也可自行挑选。

三、3.6/6 ~ 6/10 kV中压变频电缆的翻开因为机械装备大型化,需求电机容量也配套拓宽,相应变频电源的输出电流也恳求增大,但遭到大电流变频元件的绑缚,进一步跋涉电流容量技能翻开遭到绑缚。但另一方面跋涉变频电源输出电压比照照照简略,跋涉电压后,中压变频电机功率可大凹凸添加,此刻电缆的电压等级也有必要跟上。如今3.6/6 ~ 6/10 kV中压变频电缆已有投入运用,从绝缘构造和电气、机械、物理功用上说,能够与电力电缆对等,交联聚乙烯显着是首选绝缘资料,假定在敷设时恳求柔软,选用乙丙橡胶绝缘也有必定的利益。因为作业电压的跋涉,高频电磁波的发射才调显着增强,所以屏蔽构造恳求更完善。在变频电缆作业条件下,同轴电缆是一种适宜的构造,所以变频电缆的三个主线芯选用同轴构造,总屏蔽的构造与低压变频电缆一样。

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