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變頻電纜的前景怎么�

變頻電纜的前景怎么�

來源�本站 點擊� �(fā)布時間:2021-08-19 08:42:51

 近二十年來變頻調(diào)速電�(jī)在國�(nèi)外有很大的發(fā)展,年增長率略超�10% ,而直流傳動年增長率為3-4% 。變頻電�(jī)具有較多的優(yōu)�,如�(shè)備投資費用少,結(jié)�(gòu)簡單,體積小,成本低,節(jié)�,調(diào)速范圍大,具有恒功率、恒�(zhuǎn)速的特性,使用方便,容量大等等。因此當(dāng)前在冶金

       近二十年來變頻調(diào)速電�(jī)在國�(nèi)外有很大的發(fā)展,年增長率略超�10% ,而直流傳動年增長率為3-4% 。變頻電�(jī)具有較多的優(yōu)�,如�(shè)備投資費用少,結(jié)�(gòu)簡單,體積小,成本低,節(jié)�,調(diào)速范圍大,具有恒功率、恒�(zhuǎn)速的特�,使用方�,容量大等等。因此當(dāng)前在冶金、礦�、鐵路等工業(yè)方面廣泛地使�,很近在家用電器同樣也大量應(yīng)用。變頻調(diào)速技�(shù)�(guān)系到變頻電機(jī)、變頻電源和連接電纜,這段電纜長度并不很長,截面也不很�,絕緣性能屬于電力電纜范疇,因為實際的工作頻率�30�300 Hz ,常簡稱為變頻電纜,�(dāng)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�(chǎn)過中頻電�,這也可稱得上是目前變頻電纜的前身,其工作頻率�100�400 Hz ,提供電源的�(shè)備是由直流電�(jī)�(qū)動的中頻�(fā)電機(jī)�,改變直流電�(jī)�(zhuǎn)速來�(diào)節(jié)�(fā)電機(jī)的輸出頻�,中頻電壓的波形能維持形狀�(guī)則的正弦�,當(dāng)時電纜的�(shè)計思路是降低線路阻抗和集膚效應(yīng),采取同軸電纜和�(kuò)大內(nèi)�(dǎo)體直徑,電纜在冶金工�(yè)上應(yīng)用效果十分良�。目前的變頻電源是通過可控硅元件調(diào)�,較大程度上改變了波形特性,從而對電機(jī)和電纜帶來了新問��

       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�,具有一個主頻率的波形輪�,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�(dá)到工作電壓數(shù)�,電纜越長,幅值越�,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�,在工頻下能長期正常運行,可是在變頻條件�,電纜才投入運行�(shù)小時即發(fā)生擊�,說明脈沖過電壓的危害�,所以預(yù)防是必要�。由于交�(lián)絕緣電力電纜的耐壓水平較高,電纜長度一般在300米以�(nèi),多年來的運行未�(fā)生擊穿事�,盡管如�,絕緣厚度及工藝�(yīng)加以重視,實心絕緣是可靠�,繞包絕緣是不適合的�

       2.電纜本體對外�(fā)射電磁波 一般變頻家用電器為單相供電,長度很�,功率也較小,設(shè)計時已將變頻電源、連接電纜和變頻電�(jī)一并設(shè)置在金屬殼內(nèi),抑制了電磁波對外發(fā)�。但是在工業(yè)�(lǐng)域內(nèi),電�(jī)功率較大,連接變頻電機(jī)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(如無繩電�)或調(diào)幅接受器(如收音機(jī)�(diào)幅波�)將產(chǎn)生干擾,有時情況也比較嚴(yán)�,稱之為電磁波的�(huán)境污�,國外早已對這種電纜提出要求,國�(nèi)也很重視,目前各電纜廠制訂了企業(yè)�(biāo)�(zhǔn),今后將會統(tǒng)一制訂行業(yè)�(biāo)�(zhǔn)�

       3.中性線電流的疊� 完整的三相正弦供電系�(tǒng),當(dāng)三相電流平衡�,其中性線的電流為�,若出現(xiàn)三次諧波,則三次諧波的電流分量在中性線�(nèi)不存在相位差,所以直接疊加成分量得三�。若變頻原供電對象是三個單相變頻電�(jī),而且處于三相功率分布平衡狀�(tài),則中性線電流更大,中性線截面�(yīng)不小于相截面�

       �、變頻電纜的�(jié)�(gòu)及附加試驗討� 了解變頻電纜工作特點之后,就不難從電纜結(jié)�(gòu)改�(jìn)來解決上述三個問��

       1.絕緣的電氣擊穿問� 變頻電機(jī)大量�(yīng)用后,大多數(shù)情況選用一般電力電纜,如聚氯乙烯絕�、護(hù)套電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電�,由于電纜本身耐壓水平較高,很少發(fā)生電纜本體擊�。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�/聚全氟乙丙烯�(fù)合薄膜繞包燒�(jié)和乙丙橡膠雙層絕�,從厚度和絕緣密實來看并不理�,油泵電纜長度超�3千米,油井的工作�(huán)境嚴(yán)酷,電纜處在高溫、高�、含油和含水的條件中工作,其絕緣性能比較脆弱,當(dāng)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(dǎo)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�(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�,因為其介質(zhì)損耗偏大。交�(lián)聚乙烯絕緣較為滿�,它兼有�(jī)、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)�,若適當(dāng)加厚,當(dāng)然更為可�,這對變頻電纜更為有利�

       2.高頻電磁波對�(huán)境污染問� 雖然目前沒有國家�(guī)范規(guī)定電纜發(fā)射電磁波造成�(huán)境污染的考核指標(biāo),但抑制對外高頻干擾是必須做到的。對于四芯低壓電�,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)�(gòu),如果將第四芯分解為三個截面較小的絕緣�,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)�(rèn)為更重要的是加強(qiáng)總屏蔽結(jié)�(gòu)。制造者習(xí)慣采用銅線編織屏�,實際上這并不是好方法,材料消耗大、加工速度慀屏蔽效�(yīng)不是很理�。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為先�(jìn)的結(jié)�(gòu)和工藝,形成了全封閉金屬�,只要厚度適�(dāng),可�(dá)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�,銅帶厚度不能太�,以保證抑制電磁波對外發(fā)��

       3.屏蔽層接地措� 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�,而縱包銅帶軋紋屏蔽需用專用夾具接�,夾具與軋紋銅管的接觸面�(yīng)�(dāng)吻合,接地線由夾具尾端引出�

       4.外護(hù)� 這種電纜大多�(shù)敷設(shè)在室�(nèi),一般不需鎧裝,雖然不完全排除用聚氯乙烯護(hù)�,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�(jìn)行脈沖電壓試驗,如IEC 60502 �(biāo)�(zhǔn)僅對 3.6/6 kV 及以上的電纜才規(guī)定�(jìn)行脈沖電壓試�。變頻電�(jī)的連接電纜情況略有不同,需要承受高頻脈沖電�。高頻波振幅可達(dá)1200�1900 V ,振鈴頻率約 100�2000 kHz ,對電纜�(jìn)行脈沖電壓試�(型式試驗)是體�(xiàn)電纜絕緣水平。試驗可參考IEC 60502 �(biāo)�(zhǔn),即施加正負(fù)各十次脈沖電壓試�,試驗電壓可考慮 40 kV ,但需要�(jìn)一步驗證,是否必要工廠也可自行決定�

       ��3.6/6 � 6/10 kV中壓變頻電纜的發(fā)展由于機(jī)械裝備大型化,需要電�(jī)容量也配套擴(kuò)�,相�(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,�(jìn)一步提高電流容量技�(shù)�(fā)展受到限�。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�(jī)功率可大幅度增加,此時電纜的電壓等級也必須跟上。目�3.6/6 � 6/10 kV中壓變頻電纜已有投入使用,從絕緣�(jié)�(gòu)和電�、機(jī)械、物理性能上說,可以與電力電纜等同,交�(lián)聚乙烯顯然是首選絕緣材料,如果在敷設(shè)時要求柔軟,采用乙丙橡膠絕緣也有一定的�(yōu)�。由于工作電壓的提高,高頻電磁波的發(fā)射能力明顯增�(qiáng),所以屏蔽結(jié)�(gòu)要求更完�。在變頻電纜工作條件�,同軸電纜是一種合適的�(jié)�(gòu),所以變頻電纜的三個主線芯采用同軸�(jié)�(gòu),總屏蔽的結(jié)�(gòu)與低壓變頻電纜相同�

       �、結(jié)束語變頻電機(jī)用交�(lián)聚乙烯絕緣電纜是一種新的系列產(chǎn)�,目前還不能說很成熟,技�(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�,中型及以上的變頻電�(jī)�(yīng)�(dāng)采用這類專用電纜,至于小型變頻電�(jī)用變頻電纜,歸入此范疇也未嘗不可,當(dāng)前對這類�(chǎn)品的行業(yè)�(biāo)�(zhǔn)也可提上日程�