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各种电机在使用变频调速后，实现了电机的软启动，使电机工作平稳，电机轴承磨损减小，延长了电机使用寿命和维护周期。在变频调速技术在石油、冶金、发电、铁路、矿山等大功率电机中采用变频调速电机，可节电30%。近在家用电器同样也被广泛地应用。这就为变频电源与电机之间的连接线----变频电 缆提出了特殊的要求：  一、变频电缆的工作特点：  1．脉冲电压对绝缘的影响： 变频电源的频率调节范围较宽，不论频率高低，具有一个主频率的波形轮廓，它包含了许多高次谐波，作为一种行波经多次反射，幅值叠加可达到工作电压数倍，电缆越长，幅值越高，若电缆绝缘安全系数 不高，可能被击穿。 2．电缆本体对外发射电磁波： 一般变频家用电器为单相供电，长度很短，功率也较小，变频电源、连接电缆和变频电机一并设置在金属壳内，抑制了电磁波对外发射。但是在工业领域内，电机功率较大，连接变频电机和变频电源之间的电缆长度长，在工作时电缆就是高频电磁波向外发射的有效载体，对于周围邻近地区的广播通信将产生较大的干扰，有时情况也比较严重，称之为电磁波的环 境污染。  3．中性线电流的叠加：完整的三相正弦供电系统，当三相电流平衡时，其中性线的电流为零，若出现三次谐波，则三次谐波的电流分量在中性线内不存在相位差，所以直接叠加成分量得三倍。若变频原供电对象是三个单相变频电机，而且处于三相功率分布平衡状态，则中性线电流更大，中性线截面应不小于相截 面。 

二、变频电缆的结构：了解变频电缆工作特点之后，就不难从电缆结构改进 来解决上述三个问题。  1．电缆绝缘设计：大多数情况选用一般电力电缆，如聚氯乙烯绝缘或交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，由于电缆本身耐压水平较高，很少发生电缆本体击穿。为何电缆在工频下能*运行而变频下几小时内击穿? 这决不是老化问题，基本上可归结于高频脉冲电压的影响。一般采用聚氯乙烯绝缘并不理想，因为其介质损耗偏大。交联聚乙烯绝缘较为满意，它兼有机、电、热等优良性能。 若适当加厚，当然更为可靠，这对变频电缆更为有利。   2．电缆对称性设计  蔽结构的设计  1.8/3kV及以下变频电机电缆的屏蔽一般采用总屏蔽， 6/10kv变频电机电缆屏蔽由分相屏蔽和总屏蔽构成，分相屏蔽一般可采用铜带屏蔽或铜丝铜带组合屏蔽。总屏蔽结构可采用铜丝铜带组合屏蔽、铜丝编织屏蔽、铜带屏蔽、铜丝编织铜带屏蔽等，屏蔽层截面与主线芯截面按一定比例。此结构的屏蔽电缆可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰，减小电感，防止感应电动势过大。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，能起到中 性线芯的保护作用。 大家习惯采用铜线编织屏蔽，实际上这并不是好方法，材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效应不是较理想。采用铜带搭盖纵包并轧纹是较为*的结构和工艺，形成了全封闭金属层，只要厚度适当，可达到有效的屏蔽功能。而这种工艺及其所用的材料在光缆领域中已十分普遍，铜带厚度不能太薄，以保证抑制电磁 波对外发射。 当然对于移动型的变频电缆必须采用编制屏蔽结构。 4．屏蔽层接地措施： 屏蔽层接地良好是抑制电磁波对外发射的必要条件，铜线编织屏蔽的接地方式较容易解决，而纵包铜带轧纹屏蔽需用夹具接地， 夹具与轧纹铜管的接触面应当吻合，接地线由夹具尾端引出。 5．外护套 变频电缆大多数敷设在室内，考虑到电缆在使用过程中经常受到径向或纵向外力作用，在电缆屏蔽层外增加铠装层，同时它也起到附加性总屏蔽作用，特别是钢带铠装和铜丝、铜带屏蔽，是采用了两种不同屏蔽材料，在电磁波屏蔽上起到一定的互补作用，屏蔽效果将更好。外护套选用高密度聚乙烯更为 合适。 
三、电缆的主要制造工艺技求    在变频电机电缆生产过程中，绝缘线芯挤包工序、成缆工序等是 关键的工序。 １．绝缘线芯挤包工序绝缘线芯的质量将直接影响到电缆的电气性能。在生
产过程中，我们特别注重原材料的净化，屏蔽与绝缘材料挤包紧密，控制绝缘偏
心度和绝缘外径的均匀*，这样可减少界面效应，提高电缆电气性能。为了提高电缆的质量，我们选择高电性能绝缘材料生产，绝缘材料分：聚氯乙烯、交联 聚乙烯、佛塑料、硅橡胶。 
２．成缆工序变频电缆要求结构对称，成缆时必须保证绝缘线芯张力均匀，使成缆后的线芯长度尽量保持*，否则会引起结构变化，导致电容和电感的不 均匀性，影响电缆的电气性能。

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而电缆真正起作用是在敷设以后。也就是说，敷设以后是否为对称结构，这才是变频电缆应用的关键。其影响因素具体有以下两点：a)生产中。尤其是在成缆这一环节较为关键。成缆后的结构是否对称直接影响到敷设 后的运行。这要求技术人员的合理设计和操作人员成熟的技术水平，以及生产设备的性能稳定。这几项是缺一不可的，也是变频电缆3+3对称结构是否能成功运用 的必要条件。b)敷设。这一点是我们要着重考虑的。变频电缆多数敷设在室内，不需要铠装，敷设 的空间也不是很大。空间小必然会造成多弯曲，于是对称的电缆会因为多次的弯曲而导致不对称。前面我们已经讨论了对称结构对于变频电缆的重要性，那这个问题就很严重了。如何地解决呢？据实际的电缆工程资料显示，如此敷设的变频电缆的电压等级几乎都在1.8/3kv以下，而这个电压等级的变频电缆是不需要分相屏蔽的，这样的话我们可以采用工业用胶在其成缆时将线芯粘住，以固定其结构。据了解，已经有很对称型的通信电缆用这种方法来解决类似的问题。可以有效的降低与外界的相互干扰，在实际的应用中更有价值，更有竞争力。我公司已经运用此结构生产变频电缆数年，并得到了广大用户的*好评。在国内看来，虽然技术还不是很成熟，一些问题还有待于解决，

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近二十年来变频调速电机在国内外有很大的发展，年增长率略超过10% ，而直流传动年增长率为3-4% 。变频电机具有较多的优点，如设备投资费用少，结构简单，体积小，成本低，节能，调速范围大，具有恒功率、恒转速的特性，使用方便，容量大等等。因此当前在冶金、矿山、铁路等工业方面广泛地使用，近在家用电器同样也大量应用。变频调速技术关系到变频电机、变频电源和连接电缆，这段电缆长度并不很长，截面也不很大，绝缘性能属于电力电缆范畴，因为实际的工作频率为30～300 Hz ，常简称为变频电缆，当前常选用交联聚乙烯为绝缘材料。大概三十年前，电缆研究所开发和生产过中频电缆，这也可称得上是目前变频电缆的前身，其工作频率为100～400 Hz ，提供电源的设备是由直流电机驱动的中频发电机组，改变直流电机转速来调节发电机的输出频率，中频电压的波形能维持形状规则的正弦波，当时电缆的设计思路是降低线路阻抗和集肤效应，采取同轴电缆和扩大内导体直径，电缆在冶金工业上应用效果十分良好。目前的变频电源是通过可控硅元件调频，较大程度上改变了波形特性，从而对电机和电缆带来了新问题。
一、变频线缆的工作特点
1.脉冲电压对绝缘的影响
变频电源的频率调节范围较宽，不论频率高低，具有一个主频率的波形轮廓，它包含了许多高次谐波，作为一种行波经多次反射，幅值叠加可达到工作电压数倍，电缆越长，幅值越高，若电缆绝缘安全系数不高，可能被击穿。石油开采用3000多米长的潜油泵电缆，在工频下能*正常运行，可是在变频条件下，电缆才投入运行数小时即发生击穿，说明脉冲过电压的危害性，所以预防是必要的。由于交联绝缘电力电缆的耐压水平较高，电缆长度一般在300米以内，多年来的运行未发生击穿事件，尽管如此，绝缘厚度及工艺应加以重视，实心绝缘是可靠的，绕包绝缘是不适合的。
2.电缆本体对外发射电磁波
一般变频家用电器为单相供电，长度很短，功率也较小，设计时已将变频电源、连接电缆和变频电机一并设置在金属壳内，抑制了电磁波对外发射。但是在工业领域内，电机功率较大，连接变频电机和变频电源之间的电缆长度长，在工作时电缆就是高频电磁波向外发射的有效载体，对于周围邻近地区的通信工具（如无绳）或调幅接受器（如收音机调幅波段）将产生干扰，有时情况也比较严重，称之为电磁波的环境污染，国外早已对这种电缆提出要求，国内也很重视，目前各电缆厂制订了企业标准，今后将会统一制订行业标准。
3.中性线电流的叠加
完整的三相正弦供电系统，当三相电流平衡时，其中性线的电流为零，若出现三次谐波，则三次谐波的电流分量在中性线内不存在相位差， 所以直接叠加成分量得三倍。若变频原供电对象是三个单相变频电机，而且处于三相功率分布平衡状态，则中性线电流更大，中性线截面应不小于相截面。
二、变频线缆的结构及附加试验讨论
了解变频电缆工作特点之后，就不难从电缆结构改进来解决上述三个问题。
1.绝缘的电气击穿问题
变频电机大量应用后，重庆线缆大多数情况选用一般电力电缆，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，由于电缆本身耐压水平较高，很少发生电缆本体击穿。这与上述深井油泵电缆击穿事故显然不同，深井油泵电缆采用聚酰亚胺/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理想，油泵电缆长度超过3千米，油井的工作环境严酷，电缆处在高温、高压、含油和含水的条件中工作，其绝缘性能比较脆弱，当运行过程中受到多种恶劣因素的侵蚀后发生电、热因子交错作用而导致绝缘击穿。为何电缆在工频下能*运行而变频下几小时内击穿? 这决不是老化问题，本上可归结于高频脉冲电压的影响。一般陆用情况下，采用聚氯乙烯绝缘并不理想，因为其介质损耗偏大。交联聚乙烯绝缘较为满意，它兼有机、电、热等优良性能。电缆绝缘厚度可采用1kV 电压等级的规定，若适当加厚，当然更为可靠，这对变频电缆更为有利。

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