近在家用電器同樣也被廣泛地應用。這就為變頻電源與電機之間的連接線----變頻電 纜提出了特殊的要求：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。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，變頻電源、連接電纜和變頻電機一并設置在金屬殼內(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)的廣播通信將產(chǎn)生較大的干擾，有時情況也比較嚴重，稱之為電磁波的環(huán) 境污染。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，中性線截面應不小于相截 面。 變頻電纜的結構：了解變頻電纜工作特點之后，就不難從電纜結構改進 來解決上述三個問題。1電纜絕緣設計：大多數(shù)情況選用一般電力電纜，如聚氯乙烯絕緣或交聯(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。為何電纜在工頻下能運行而變頻下幾小時內(nèi)擊穿這決不是老化問題，基本上可歸結于高頻脈沖電壓的影響。一般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。 若適當加厚，當然更為可靠，這對變頻電纜更為有利。2．電纜對稱性設計變頻器與變頻電機之間的電纜均需采用對稱電纜結構，普通電力電纜有所不同，普通電力電纜是將三根絕緣線芯采用銅帶屏蔽后成纜，而變頻電機電纜是由銅絲銅帶屏蔽后擠包分相護套，然后對稱成纜，對稱電纜結構由于導線的互換性，有更好的電磁相容性，對抑制電磁干擾起到一定的作用，能抵消高次諧彼中的奇次頻率,提高變頻電機電纜的抗干擾性，減少了整個系統(tǒng)中的電磁輻射。３屏蔽結構的設計變頻電機電纜的屏蔽一般采用總屏蔽，變頻電機電纜屏蔽由分相屏蔽和總屏蔽構成，分相屏蔽一般可采用銅帶屏蔽或銅絲銅帶組合屏蔽。總屏蔽結構可采用銅絲銅帶組合屏蔽、銅絲編織屏蔽、銅帶屏蔽、銅絲編織銅帶屏蔽等，屏蔽層截面與主線芯截面按一定比例。此結構的屏蔽電纜可抗電磁感應、接地不良和電源線傳導干擾，減小電感，防止感應電動勢過大。屏蔽層既起到抑制電磁波對外發(fā)射的作用，又可作為短路電流的通道，能起到中 性線芯的保護作用大家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、屏蔽效應不是較理想。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為的結構和工藝，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。當然對于移動型的變頻電纜必須采用編制屏蔽結構。4．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當吻合，接地線由夾具尾端引出。5外護套 變頻電纜大多數(shù)敷設在室內(nèi)，考慮到電纜在使用過程中經(jīng)常受到徑向或縱向外力作用，在電纜屏蔽層外增加鎧裝層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一定的互補作用，屏蔽效果將更好。外護套選用高密度聚乙烯更為 合適。電纜的主要制造工藝技求,在變頻電機電纜生產(chǎn)過程中，絕緣線芯擠包工序、成纜工序等是 關鍵的工序。絕緣線芯擠包工序絕緣線芯的質(zhì)量將直接影響到電纜的電氣性能。在生產(chǎn)過程中，我們特別注重原材料的凈化，屏蔽與絕緣材料擠包緊密，控制絕緣偏心度和絕緣外徑的均勻*，這樣可減少界面效應，提高電纜電氣性能。為了提高電纜的質(zhì)量，我們選擇高電性能絕緣材料生產(chǎn)，絕緣材料分：聚氯乙烯、交聯(lián) 聚乙烯、佛塑料、硅橡膠。 成纜工序變頻電纜要求結構對稱，成纜時必須保證絕緣線芯張力均勻，使成纜后的線芯長度盡量保持*，否則會引起結構變化，導致電容和電感的不 均勻性，影響電纜的電氣性能。電機軸承磨損減小，延長了電機使用壽命和維護周期。因此，變頻調(diào)速技術在石油、冶金、發(fā)電、鐵路、礦山等工業(yè)方面得到了廣泛的使用。
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變頻電纜，顧名思義為變頻器電纜。是用來傳輸電能的，有著較高的電壓等級。這就要求我們在設計變頻電纜的結構時不單單要考慮外界環(huán)境對變頻電纜的影響，由于其多數(shù)都敷設于室內(nèi)，我們還要著重的考慮變頻電纜對外界環(huán)境的影響。于是對于變頻電纜的結構也就有了特殊的要求。雖然目前國內(nèi)各大企業(yè)對變頻電纜的結構說法不一，都相應的制定了自己的企業(yè)標準，但都比較傾向于對稱
相信在不久的將來就會得到統(tǒng)一。變頻電纜目前選用了交聯(lián)聚乙烯為絕緣材料，變頻電纜有著抵抗高次諧波、減小與外界環(huán)境相互干擾等優(yōu)點，主要敷設的地點為室內(nèi)，這使得變頻電纜的運行與周圍的供電或用電設備有了非常密切的關系，于是就需要有一種特殊的結構來解決這種復雜的相互關系。因此便產(chǎn)生了對稱3+3的結構。下面將對其作具體的說明。外部環(huán)境對變頻電纜的影響及解決辦法:外部環(huán)境對變頻電纜的影響主要是變頻器產(chǎn)生的高次諧波的影響。對于交—直—交型的變頻器，由于采用了開關的切換技術，使其輸出的不再是正弦波，而是可分解為正弦基波和高次諧波的階梯波。以普通的3+1型電力電纜為例，完整的三項供電系統(tǒng)，當三項電流平衡時，其中性線芯的電流為零；當高次諧波產(chǎn)生時，經(jīng)過電纜的多次反射，便會出現(xiàn)對此的波峰與波峰或波谷與波谷相疊加的機會，電纜越長疊加機會越多表現(xiàn)得也就越明顯。加之電纜這個大的電容本身對高次諧波就有著放大的作用，對于3+1型電纜，高次諧波產(chǎn)生的電流分量在中性線芯內(nèi)無相位差，這樣一來電流將會疊加成原分量的數(shù)倍，中性線芯在高頻脈沖下很快就會被擊穿。變頻電纜對外界的干擾和解決辦法:變頻電纜主要是用來連接電源與變頻器、變頻器與用電設備的電纜。其敷設的空間相對較小，而電壓等級有相對比較高，在其運行過程中，會產(chǎn)生大量的電磁波，對周圍的供電和用電系統(tǒng)都會產(chǎn)生強烈的干擾。這就要求變頻電纜要有更好的屏蔽措施。所以對電壓等級為3.6/6kv及以上的變頻電纜都要求有分相屏蔽和統(tǒng)包屏蔽。采用多層屏蔽可以達到非常好的效果。然而，若是屏蔽內(nèi)的回路出現(xiàn)了偏心，電磁屏蔽的效果勢必要 下降，這時屏蔽中產(chǎn)生的渦流損耗就會有所增加。小，以此來增強金屬屏蔽的效果，從而減少變頻電纜對外界的干擾。那么，如何才能限度的減少偏心呢？ 唯有對稱。3+3結構的變頻電纜是對稱的。這種對稱的結構加上相應的金屬屏蔽，可以使電纜的屏蔽系數(shù)降低到0.7，甚至更小。這就有效的屏蔽了電磁波的外泄，使金屬屏蔽得以更好的發(fā)揮作用。變頻電纜設計為對稱:對稱3+3結構的變頻電纜纜芯是互換的，這樣便有了更好的電磁兼容性，對抑制干 擾起到一定的作用，并且能低效高次諧波中的奇次諧波，提高了電纜的抗干擾性。b)采用對稱3+3結構的變頻電纜可以有效的防止高頻軸電流的產(chǎn)生。實際應用問題:電纜的結構設計的好壞與實際的操作和應用的合理與否有著密切，這兩者相輔相成。我們所設計的變頻電纜為3+3對稱結構，而電纜真正起作用是在敷設以后。也就是說，敷設以后是否為對稱結構，這才是變頻電纜應用的關鍵。其影響因素具體有以下兩點：a)生產(chǎn)中。尤其是在成纜這一環(huán)節(jié)較為關鍵。成纜后的結構是否對稱直接影響到敷設 后的運行。這要求技術人員的合理設計和操作人員成熟的技術水平，以及生產(chǎn)設備的性能穩(wěn)定。這幾項是缺一不可的，也是變頻電纜3+3對稱結構是否能成功運用 的必要條件。b)敷設。這一點是我們要著重考慮的。變頻電纜多數(shù)敷設在室內(nèi)，不需要鎧裝，敷設 的空間也不是很大。空間小必然會造成多彎曲，于是對稱的電纜會因為多次的彎曲而導致不對稱。前面我們已經(jīng)討論了對稱結構對于變頻電纜的重要性，那這個問題就很嚴重了。如何地解決呢？據(jù)實際的電纜工程資料顯示，如此敷設的變頻電纜的電壓等級幾乎都在1.8/3kv以下，而這個電壓等級的變頻電纜是不需要分相屏蔽的，這樣的話我們可以采用工業(yè)用膠在其成纜時將線芯粘住，以固定其結構。據(jù)了解，已經(jīng)有很對稱型的通信電纜用這種方法來解決類似的問題。
