3.2 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。因此为确保电缆安全，我们从以下三个方面着手： （1）增大绝缘厚度，提高绝缘耐电压能力，同时选用绝缘性能较好材料。电缆绝缘厚度可采用对应电压等级的规定，若适当加厚，当然更为可靠，这对变频电缆更为有利。一般陆用情况下，采用聚氯乙烯绝缘并不理想，因为其介质系数偏大，在交变电场作用下，其介质损耗也很大。而采用交联聚乙烯绝缘则较为合适，交联聚乙烯材料介质系数低，介质损耗小，同时其耐温等级和机械性能也比聚氯乙烯好，其兼有机、电、热等优良性能。采用交联聚乙烯作为绝缘材料是比较适合的选择。 （2）导体外增加半导电层（图7），以均化电场，减少放电。 导体在加工过程中，可能会在表面产生缺陷（如毛刺），导体外没有半导电层，则在缺陷处产生电场畸变，容易产生击穿破坏绝缘。如施加半导电层后，由于半导电层的存在，导体表面电场得到均化，可有效避免绝缘击穿。 (3)电缆采用对称结构，以达到均化电场和各相均衡。对于四芯低压电缆，是改善绝缘线芯的排列，假如电缆的四个芯直接成缆，是不对称结构，如果将第四芯分解为三个截面较小的绝缘芯，把三大三小线芯对称结构成缆, 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的三倍。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，则中性线流更大，中性线截面应不小于相截面。为了取得很好的各相均衡特性，宜采用对称结构。

　　3.3 层接地措施 层接地良好是抑制电磁波对外发射的必要条件，铜线编织的接地方式较容易解决，而纵包铜带轧纹需用专用夹具接地，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。

　　3.4 外护套 这种电缆大多数敷设在室内，一般不需铠装，虽然不完全排除用聚氯乙烯护套，但选用高密度聚乙烯更为合适。

　　3.5 电缆的附加试验 一般低压电缆不需要进行脉冲电压试验，如IEC 60502 标准仅对 3.6/6kV 及以上的电缆才规定进行脉冲电压试验。变频电机的连接电缆情况略有不同，需要承受高频脉冲电压。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试验（型式试验）是为验证电缆的绝缘水平。试验可参考IEC 60502标准，即施加正负各十次脉冲电压试验，试验电压可考虑 40 kV ，但需要进一步验证，是否必要工厂也可自行决定。

　　4 3.6/6 ～ 6/10 kV中压变频电缆的发 展 由于机械装备大型化，需要电机容量也配套扩大，相应变频电源的输出电流也要求增大，但受到大电流变频元件的限制，进一步提高电流容量技术发展受到限制。但另一方面提高变频电源输出电压相对比较容易，提高电压后,中压变频电机功率可大幅度增加，此时电缆的电压等级也必须跟上。目前3.6/6～ 6/10kV中压变频电缆已有投入使用，从绝 缘结构和电气、机械、物理性能上说，可以与电力 电缆等同，交联聚乙烯显然是绝缘材料，如果 在敷设时要求柔软，采用乙丙橡胶绝缘也有一定的优点。由于工作电压的提高，高频电磁波的发射能力明显增强，所以结构要求更完善。在变频电缆工作条件下，同轴电缆是一种合适的结构，所以变频电缆的三个主线芯采用同轴结构，总的结构与低压变频电缆相同。

　　整个系统中的电磁辐射。

　　2．结构的设计

　　1.8/3kV及以下变频电机专用电缆的一般采用总， 6/10kv变频电机专用电缆由分相和总构成，分相一般可采用铜带或铜丝铜带组合。总结构可采用铜丝铜带组合、铜丝编织、铜带、铜丝编织铜带等，层截面与主线芯截面按一定比例。此结构的电缆可抗电磁感应、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。6/10kV变频电机专用电缆，考虑到电缆在使用过程中经常受到径向外力作用，在电缆层外增加镀锌钢带铠装层（在层和钢带铠装层之间加隔离套）。

　　钢带铠装主要是作为电缆的径向机械保护层，同时它也起到附加性总作用，特别是钢带铠装和铜丝、铜带，是采用了两种不同材料，在电磁波上起到一定的互补作用，效果将更好。

　　3．电缆电气性能设计1.8／3kV及以下变频电机专用电缆电气性能均按GB/Tl2706， 2002标准设计。6/10kV变频电机专用电缆在满足GBT/l2706．2002标准外，增加了电容和电感等电性能要求。根据变频电机专用电缆的实际使用况并参照GB/T 12706．2002和ABB日公司对电力传动电缆的技术条件，确定了电缆的电气性能参数。

　　4．电缆的主要制造工艺技求在变频电机专用电缆生产过程中，绝缘线芯挤包工序、成缆工序等是关键的工序。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。为了提高电缆的质量，我们选择高电性能绝缘材料生产，例如:1.8/3kv变频电机专用电缆，采 用10kV交联绝缘材料，6/10kv变频电机专用电缆采用35kv交联绝缘材料，导体、绝缘和绝缘材料均采用了进口材料。在生产过程中，我们特别注重原材料的净化，与绝缘材料挤包紧密，控制绝缘偏心度和绝缘外径的均匀一致，这样可减少界面效应，提高电缆电气性能。

　　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一致，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。

　　变频装置的节能效果十分明显，在大功率电机中采用变频调速电机整个发电机

　　组可节电30％。并且使用变频调速后，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。因此，变频调速技术在石油、冶金、发电、铁路、矿山等工业方面得到了广泛的使用。

　　1．电缆对称性设计:对于1.8／3KW及以下变频电机专用电缆，和对称3＋1芯和4芯电缆仅可用于主电源的输入缆，但好使用对称结构电缆。变频器与变频电机问电缆均需采用对称电缆结构，对称电缆结构有3芯和3+3芯两种，3+3芯电缆结构是将三大一小四芯绝缘线芯中第四芯（中性线芯）分解为三个截面较小的缘线芯，把三大三小线芯对称成缆，对于6／10kV变频电机专用电缆，该电缆结构与6／10kV普通电力电缆有所不同，普通电力电缆是将三根绝缘线芯采用铜带后成缆，而变频电机专用电缆是由铜丝铜带后挤包分相护套，然后对称成缆，对称电缆结构由于导线的互换性，有更好的电磁相容性，对抑制电磁干扰起到一定的作用，能抵消高次谐彼中的奇次频率，提高变频电机专用电缆的抗干扰性，减少了整个系统中的电磁辐射。