大功率变频驱动系统用电缆的研制
《2024年矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》范文
《矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》篇一一、引言在矿业生产过程中，供电系统扮演着至关重要的角色。
随着科技的进步和矿山的不断发展，大功率变频器长电缆供电技术逐渐成为矿业领域研究的热点。
该技术不仅有助于提高矿山的生产效率，还能有效降低能耗，确保矿山的可持续发展。
本文将对矿用大功率变频器长电缆供电技术进行深入研究，探讨其应用现状、关键技术问题及解决方案。
二、矿用大功率变频器长电缆供电技术应用现状矿用大功率变频器长电缆供电技术，广泛应用于各类矿山生产过程中，尤其在煤矿、金属矿山等领域得到广泛应用。
该技术通过变频器对电机进行调速控制，实现节能降耗的目的。
然而，由于矿山环境复杂，长距离电缆供电过程中存在诸多问题，如电压降、谐波干扰等，这些问题直接影响到电机的正常运行和供电系统的稳定性。
三、关键技术问题及分析（一）电压降问题长距离电缆供电过程中，由于电缆阻抗和线路损耗等因素，导致电压降问题严重。
电压降过大将直接影响电机的正常运行，甚至导致电机无法正常启动。
为解决这一问题，需要采取优化电缆选型、合理布置供电系统等措施，降低电缆阻抗和线路损耗。
（二）谐波干扰问题矿用大功率变频器在运行过程中会产生谐波，这些谐波会对供电系统产生干扰，影响电机的正常运行。
谐波还会导致供电系统发热、效率降低等问题。
为解决这一问题，需要采取相应的滤波措施，如安装谐波滤波器等，以消除谐波对供电系统的影响。
四、长电缆供电技术解决方案（一）优化电缆选型和布置为降低电压降和线路损耗，需要优化电缆选型和布置。
首先，根据实际需求选择合适的电缆类型和规格；其次，合理布置电缆，尽量减少电缆长度和阻抗；最后，采用合适的接线方式，降低接触电阻。
（二）采用变频器控制技术采用先进的变频器控制技术，实现对电机的精确控制。
通过优化变频器的参数设置，降低电机运行过程中的能耗和温升，提高电机的运行效率和稳定性。
（三）安装谐波滤波器为消除谐波对供电系统的影响，可在供电系统中安装谐波滤波器。
大功率变频驱动系统用电缆的研制
Ｎｏ ５ ． ２ ８ ００
电 线 电 缆
Ｅｌ ｃｒｃ Ｗ ｉｅ＆ Ｃａ ｅ ｅｔ ｒ ｉ ｂｌ
２０ ０ ８年 １ ０月
Ｏｃ ．， ０ ｔ ２ ０８
大 功率 变 频 驱 动 系统 用 电缆 的研 制
庞 玉春 ， 冯 志骏 ， 董 春
（ 胜 科 技 创 新 股 份 有 限公 司 ，江 苏 宝 应 ２ ５ ０ ） 宝 ２ ８０
Ｏ 引 言
２ ０世 纪 ７ ０年 代 起 ， 国际 上 已采 用 了 正 弦 脉 冲
宽 度调 制技 术 （ Ｐ Ｓ ＷＭ） 变 频器 ， 交 流 电机 变 频 的 使 调 速进 入 了实用 阶段 。交 流变 频调 速具 有提 高设 备
工 艺水 平 和生 产效 率 ， 以及 显 著 的节 能 效果 。采 用 变 频 调速 的变频 电机 具 有设 备 投 资 费 用 少 ， 构 简 结 单 ， 积小 ， 体 成本 低 、 节能 、 调速 范 围大 ， 以及 恒功率 、
一 般
良好 好
铜 丝 缠
绕 ＋ 铜 非 常好
带 绕 包
该产 品具 有 以下 技术 性 能 ：
收 稿 日期 ：０ ８ ３１ ２０ － ・５ ０
（ ）相线 符合 Ｇ ／ ２ ０ ． —２ ０ 能要求 ， １ Ｂ Ｔ１ ７ ６ ２ ｏ ２性 接地 导体符 合 Ｇ ／ ９ ６第 二类 导体 的规 定 ； Ｂ Ｔ３５ （ ）绝缘 层能够 经受 由于变频 系统 高次 谐波 反 ２
我公 司通过对 大 功率变 频驱 动 系统 的剖析 及对
国外 同类 电缆产 品深 入 研 究 后 ， 行 了消 化 吸 收 和 进
３芯 绝 缘 线 芯 排 列 ３＋１芯
0.6／1kV变频电力电缆的设计及制造
绝缘材料辐照交联时， 应根据绝缘种 类、 绝缘厚度 ， 合理讨‘ 算选择束流 强度、 辐照剂量、 辐照线速度、 缠绕 圈数等辐照工艺参数 ， 以保证被辐照绝缘 材料热延伸指标控制在合适的范刚内和均匀性， 使其充分完成交联反应。
（ ３ ） 成 缆 工 艺
由于变频电缆采用对称结构， 成缆时戍根据计算成缆外径 ， 合理选用成 缆模具 ， 必须保证绝缘线芯张力均匀， 成缆过程中根据 盘内线芯数量 随时调 整成缆张力， 避 免 结构 不 对 称 ， 影 响 电缆 的 电气 性 能 。成 缆节 Ｌ Ｌ ３ ｏ － ４ ５ ， 在
成缆中适当填充， 保证外观密实圆整。 （ ４ ） 铜 带绕 包 工 艺
根据成缆外径， 选择适合的铜带宽度和绕包节距， 铜带绕包搭盖率不小 于１ ５ ‰ 绕包表面 紧实 、 平 整， 不能何漏包、 折皱等现象 ， 从而保证有 效抑制 电磁波的发射和 干扰 。 ３产 品 性 能 检 测 根 据 产 品 使 用 性能 要 求 ， 该产 品除 满 足 ＧＢ ／ Ｔ １ ２ ７ Ｏ ６ ． １ — ２ ０ ０ ８《 额 定 电压 １ ｋ Ｖｆ Ｕｍ＝ １ ． ２ ｋ Ｖ ） Ｎ３ Ｓ ｋ Ｖ （ Ｕｒ ｎ＝ ４ ０ ５ ｋ Ｖ ） 挤包绝缘 电力电缆及 附什 第 １ 部分 ： 额定电胜１ ｋ ｖ（ Ｕｍ＝ ｌ ２ ｋ Ｖ） ＠１ ３ ｋ Ｖｆ Ｕｍ＝ ３ ． ６ ｋ Ｖ ） 电缆５ ５ 标准 中例行 、 抽样、 型武 试验要求外 ， 为确定产品电磁屏蔽性能的水平， 还增加 了屏蔽抑制系数的要 求 。为此， 我厂制定 了《 （ １ ． ６ ／ ｌ ｋ Ｖ变频器用电力电缆》 企业标准。 屏蔽抑制系数 的试验原理线路 图、 试验方法及 试验 结果计算力‘ 法如 卜 。
抵制系数， 经过 严 格 研 究 计算 ， 设计 了产 品 各 部 分结 构 。
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《矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展，矿用设备的电力供应问题日益突出。
其中，矿用大功率变频器长电缆供电技术作为提高电力传输效率、保障矿井安全生产的重要手段，得到了广泛的关注和应用。
本文将就矿用大功率变频器长电缆供电技术展开深入研究，探讨其原理、应用及存在的问题，并提出相应的解决方案。
二、矿用大功率变频器长电缆供电技术原理矿用大功率变频器长电缆供电技术主要通过变频器将电源的交流电转换为适合电机工作的电源，通过长电缆将电能传输至矿井深处，为矿用设备提供稳定的电力供应。
该技术具有以下特点：1. 高效率：通过变频技术，能够根据电机负载的变化自动调整输出电压和频率，提高电能利用率。
2. 稳定性好：长电缆供电系统能够为矿用设备提供稳定的电力供应，减少因电压波动引起的设备故障。
3. 灵活性高：适用于各种不同长度的电缆，能够满足矿井复杂的电力需求。
三、长电缆供电技术在实际应用中的问题尽管矿用大功率变频器长电缆供电技术具有诸多优点，但在实际应用中仍存在一些问题，主要包括以下几个方面：1. 电缆压降问题：长距离的电缆传输会导致电压降，影响电机的正常运行。
2. 电缆发热问题：由于电流在电缆中传输时会产生热量，长时间工作可能导致电缆过热，甚至引发火灾。
3. 电磁干扰问题：矿井环境复杂，电磁干扰可能影响变频器的正常运行。
四、问题解决方案与技术改进针对上述问题，本文提出以下解决方案与技术改进措施：1. 电缆压降问题：通过优化电缆选型、合理布置电缆线路、降低电缆电阻等方式，减少电压降。
同时，采用先进的变频器控制技术，自动调整输出电压和频率，确保电机正常运行。
2. 电缆发热问题：通过提高电缆的散热性能，如增加电缆外护套的导热性能、安装散热装置等措施，有效降低电缆温度。
同时，合理控制电流大小，避免电缆长时间过载运行。
3. 电磁干扰问题：采取屏蔽措施，如增加电缆屏蔽层、安装电磁屏蔽装置等，有效减少电磁干扰对变频器的影响。
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《矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》篇一一、引言随着现代矿业的发展，矿用大功率变频器在矿山生产中扮演着越来越重要的角色。
然而，由于矿山的特殊环境及供电系统的复杂性，当大功率变频器需要通过长电缆进行供电时，就涉及到了多种技术难题和挑战。
因此，本篇文章将对矿用大功率变频器长电缆供电技术进行研究，为矿山的生产安全和经济效益提供支持。
二、背景知识介绍首先，我们了解矿用大功率变频器及其在矿山中的应用。
变频器通过调节电机的电源频率和电压，实现电机的无级调速和高效节能。
在矿山中，这种技术被广泛应用于提升机、运输机等设备的驱动系统中。
然而，当大功率变频器需要通过长电缆进行供电时，电缆的电阻、电感、电容等特性会对电源的传输产生影响，可能导致电源不稳定、损耗增大等问题。
三、技术难点与研究方法针对长电缆供电问题，本部分将从以下几个方面进行研究：（一）长电缆供电的影响因素分析分析长电缆对供电电压、电流的损耗以及由此引起的其他相关问题。
主要包括电缆电阻导致的电压损耗、电缆电感对电流波形的干扰以及电容效应等。
这些因素都可能对变频器的稳定运行产生重大影响。
（二）高效率变频器技术为了减少电源损耗，需要采用高效率的变频器技术。
这包括优化变频器的电路设计、提高变频器的功率因数等。
此外，还需考虑如何将高效率的变频器与长电缆进行匹配，以实现最佳的供电效果。
（三）优化电缆设计及布局优化电缆的设计和布局也是解决长电缆供电问题的关键。
通过合理的电缆排列、选材和布置方式，可以降低电缆电阻和电感的影响，提高电源传输的效率。
（四）实验验证与仿真分析通过实验验证和仿真分析，对上述理论进行验证和优化。
在实验室环境中模拟矿山的实际工作情况，对不同条件下的长电缆供电效果进行测试和分析，以得出最佳的解决方案。
四、实验结果与分析经过实验验证和仿真分析，我们可以得出以下结论：（一）优化后的高效率变频器技术可以显著降低电源损耗，提高供电效率。
同时，与长电缆的匹配性也得到了提高。
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《矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》篇一一、引言随着矿业生产的不断发展，对于高效、稳定、可靠的供电系统需求愈发强烈。
在矿用设备中，大功率变频器作为核心部件，其供电系统中的长电缆供电技术更是关系到整个系统的性能和安全。
本文将就矿用大功率变频器长电缆供电技术进行深入研究，分析其关键问题，提出相应的解决方案。
二、长电缆供电技术在矿用大功率变频器中的应用长电缆供电技术主要应用于矿用大功率变频器的电力传输系统。
由于矿井环境复杂，设备分布广泛，长电缆供电技术能够有效地将电能传输至各个设备，满足其运行需求。
此外，该技术还能有效减少线路损耗，提高供电系统的稳定性。
三、矿用大功率变频器长电缆供电技术面临的挑战尽管长电缆供电技术在矿用大功率变频器中具有诸多优势，但同时也面临着一些挑战。
首先，长距离的电缆传输会导致电压降和电流损失，影响设备的正常运行。
其次，矿井环境复杂，电缆易受潮、老化，导致绝缘性能下降，增加故障风险。
此外，长电缆供电系统还可能受到电磁干扰等因素的影响，导致信号传输不稳定。
四、矿用大功率变频器长电缆供电技术的关键问题与解决方案针对上述挑战，本文提出以下关键问题与解决方案：1. 电压降和电流损失问题：通过优化变频器的输出电压和电流波形，减小电缆阻抗，降低电压降和电流损失。
同时，采用高效的散热设计，确保设备在运行过程中保持稳定。
2. 电缆绝缘性能问题：选择具有优良绝缘性能的电缆材料，加强电缆的密封性和防护措施，以降低电缆受潮、老化的风险。
此外，定期对电缆进行检测和维护，确保其绝缘性能良好。
3. 电磁干扰问题：采取屏蔽措施，降低电磁干扰对信号传输的影响。
同时，通过优化变频器的抗干扰设计，提高系统的稳定性。
五、实践应用与效果分析针对矿用大功率变频器长电缆供电技术的研究，已经在多个矿山进行了实践应用。
通过采用上述解决方案，有效降低了电压降和电流损失，提高了电缆的绝缘性能和系统的稳定性。
同时，屏蔽措施的采用也显著降低了电磁干扰对信号传输的影响。
《矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》范文
《矿用大功率变频器长电缆供电技术研究》篇一一、引言随着现代矿业的发展，矿用大功率变频器在矿山生产中扮演着越来越重要的角色。
然而，由于矿山的特殊环境，如长距离的电缆供电系统，使得变频器的供电问题成为了一个技术难题。
本文旨在研究矿用大功率变频器长电缆供电技术，分析其存在的问题及挑战，探讨相应的解决方案，为矿山生产提供更加稳定、可靠的电力保障。
二、矿用大功率变频器长电缆供电的挑战矿用大功率变频器长电缆供电系统面临着诸多挑战。
首先，长距离的电缆会导致电压降增大，影响变频器的正常运行。
其次，电缆的阻抗和电感会对电流产生干扰，导致变频器输出不稳定。
此外，矿山环境恶劣，电缆易受损坏，增加了维护和更换的成本。
三、矿用大功率变频器长电缆供电技术的研究针对上述挑战，我们开展了矿用大功率变频器长电缆供电技术的研究。
首先，通过对电缆参数进行优化设计，降低电缆阻抗和电感，从而减小电压降和电流干扰。
其次，采用先进的控制算法，对变频器的输出进行精确控制，确保其在长电缆供电系统下的稳定性。
此外，我们还研究了电缆的防护措施，以提高其耐用性和可靠性。
四、实验与分析为了验证所研究技术的有效性，我们进行了实验分析。
在实验中，我们采用不同长度的电缆模拟矿用长电缆供电系统，对变频器的性能进行测试。
实验结果表明，经过优化设计的电缆参数和控制算法能够显著提高变频器在长电缆供电系统下的性能。
同时，我们还对电缆的防护措施进行了评估，发现经过防护处理的电缆具有更好的耐用性和可靠性。
五、应用与推广矿用大功率变频器长电缆供电技术的研究成果已经在多个矿山得到应用。
实践证明，该技术能够有效地解决矿山长距离电缆供电的问题，提高了变频器的运行稳定性和可靠性。
同时，该技术还具有较高的经济效益和社会效益，为矿山生产提供了更加稳定、可靠的电力保障。
因此，我们建议将该技术进一步推广应用到更多的矿山中。
六、结论本文研究了矿用大功率变频器长电缆供电技术，分析了其存在的问题及挑战，并提出了相应的解决方案。
大功率变频驱动系统用电缆的研制
大功率变频驱动系统用电缆的研制庞玉春;冯志骏;董春【摘要】介绍了大功率变频驱动系统用电缆的研制以及该电缆的结构特点和技术创新点.【期刊名称】《电线电缆》【年(卷),期】2008(000)005【总页数】3页(P17-18,24)【关键词】变频系统用电统;屏蔽;3+3结构;设计;技术创新点【作者】庞玉春;冯志骏;董春【作者单位】宝胜科技创新股份有限公司,江苏,宝应,225800;宝胜科技创新股份有限公司,江苏,宝应,225800;宝胜科技创新股份有限公司,江苏,宝应,225800【正文语种】中文【中图分类】TM246.90 引言20世纪70年代起，国际上已采用了正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)的变频器，使交流电机变频调速进入了实用阶段。
交流变频调速具有提高设备工艺水平和生产效率，以及显著的节能效果。
采用变频调速的变频电机具有设备投资费用少，结构简单，体积小，成本低、节能、调速范围大，以及恒功率、恒转速的特性，使用方便，容量大等优点，因此，广泛应用于冶金、矿山和铁路等工业，目前在家用电器上也获得了大量的应用。
但是，我国在大功率变频驱动系统开发和应用尚处于起步阶段，与其配套的35 kV及以下大功率变频驱动系统专用电缆在国内也尚未生产。
鉴于这种情况，我公司组织科研人员通过吸收国外先进技术，开始研制了额定电压为35 kV及以下大功率变频系统用的电力电缆。
1 产品结构与性能我公司通过对大功率变频驱动系统的剖析及对国外同类电缆产品深入研究后，进行了消化吸收和再创新，研制出了抗静电偶合干扰、低介质损耗、低电容、耐电热老化和寿命长的额定电压35 kV及以下大功率变频系统用电缆(见图1)。
其与国外同类产品结构和性能的比较见表1。
图1 产品结构示意图1-铜导体 2-复合绝缘层 3-屏蔽层 4-填充5-内衬层 6-复合屏蔽层 7-外护套表1 我公司研制的产品与国外同类产品的比较项目国外产品采用方式应用效果我公司产品采用方式应用效果绝缘线芯排列3芯常有误动作，不适用3+1芯电机噪声较大，有高次谐波3+3芯完全满足要求3+3芯完全满足要求屏蔽结构铜丝编织一般铜带绕包良好铜丝缠绕好铜丝缠绕+铜带绕包非常好该产品具有以下技术性能：(1)相线符合GB/T 12706.2—2002性能要求，接地导体符合GB/T 3956第二类导体的规定；(2)绝缘层能够经受由于变频系统高次谐波反射导致的2～3倍的系统峰值电压，在95℃～100℃，≥2 kV下，tanδ≤0.0080；(3)具有良好的屏蔽性能，总屏蔽的截面积不小于相线截面的50%，屏蔽层传输阻抗在100 MHz范围以内，小于等于1 Ω/m；(4)保护接地导体与相线金属屏蔽层间的任何一点的绝缘电阻不超过500 Ω；(5)电缆结构紧凑，用电安全性高，可降低变频器输出中存在的高次谐波的不良影响，降低电机噪声，提供过电流误动作保护，提高电机的转矩效率。
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大功率变频驱动系统用电缆的研制庞玉春, 冯志骏, 董 春(宝胜科技创新股份有限公司,江苏宝应225800)摘要:介绍了大功率变频驱动系统用电缆的研制以及该电缆的结构特点和技术创新点。
关键词:变频系统用电缆;屏蔽;3+3结构;设计;技术创新点中图分类号:T M246.9文献标识码:A文章编号:167226901(2008)0520017203D evelop m en t of the Cable for Large Power Frequency Conversi on D r i v i n g Syste mPE NG Yu 2chun,et al(BaoSheng Technol ogy I nnovati on Co .,L td .,Baoying 225800,China )Abstract:Devel opment of the cable f or large power frequency conversi on driving syste m as well as the constructi onal characteristics and technical novelties of the cable were p resented .Key words:cable for frequency conversi on syste m;shield;3+3constructi on;design;technical novelties收稿日期:2008203215作者简介:庞玉春(1966-),女,高级工程师.作者地址:江苏宝应县宝胜中路1号[225800].0 引 言 20世纪70年代起,国际上已采用了正弦脉冲宽度调制技术(SP WM )的变频器,使交流电机变频调速进入了实用阶段。
交流变频调速具有提高设备工艺水平和生产效率,以及显著的节能效果。
采用变频调速的变频电机具有设备投资费用少,结构简单,体积小,成本低、节能、调速范围大,以及恒功率、恒转速的特性,使用方便,容量大等优点,因此,广泛应用于冶金、矿山和铁路等工业,目前在家用电器上也获得了大量的应用。
但是,我国在大功率变频驱动系统开发和应用尚处于起步阶段,与其配套的35k V 及以下大功率变频驱动系统专用电缆在国内也尚未生产。
鉴于这种情况,我公司组织科研人员通过吸收国外先进技术,开始研制了额定电压为35k V 及以下大功率变频系统用的电力电缆。
1 产品结构与性能 我公司通过对大功率变频驱动系统的剖析及对国外同类电缆产品深入研究后,进行了消化吸收和再创新,研制出了抗静电偶合干扰、低介质损耗、低电容、耐电热老化和寿命长的额定电压35k V 及以下大功率变频系统用电缆(见图1)。
其与国外同类产品结构和性能的比较见表1。
图1 产品结构示意图1-铜导体 2-复合绝缘层 3-屏蔽层 4-填充5-内衬层 6-复合屏蔽层 7-外护套表1 我公司研制的产品与国外同类产品的比较项目国外产品采用方式应用效果我公司产品采用方式应用效果绝缘线芯排列3芯常有误动作,不适用3+1芯电机噪声较大,有高次谐波3+3芯完全满足要求3+3芯完全满足要求屏蔽结构铜丝编织一般铜带绕包良好铜丝缠绕好铜丝缠绕+铜带绕包非常好 该产品具有以下技术性能:(1)相线符合G B /T 12706.2—2002性能要求,接地导体符合G B /T 3956第二类导体的规定;(2)绝缘层能够经受由于变频系统高次谐波反射导致的2～3倍的系统峰值电压,在95℃～100℃,≥2k V下,tanδ≤0.0080;(3)具有良好的屏蔽性能,总屏蔽的截面积不小于相线截面的50%,屏蔽层传输阻抗在100MHz 范围以内,小于等于1Ω/m;(4)保护接地导体与相线金属屏蔽层间的任何一点的绝缘电阻不超过500Ω;(5)电缆结构紧凑,用电安全性高,可降低变频器输出中存在的高次谐波的不良影响,降低电机噪声,提供过电流误动作保护,提高电机的转矩效率。
2 电缆的设计 作为实现交流到直流、再由直流到交流的大功率变频驱动系统的专用电缆,与供电系统用电力传输电缆相比,要求具备低传输阻抗、低绝缘损耗、高抗电磁干扰性、高电磁耦合平衡性与环保性能于一身,而对于供电系统用电力传输电缆,能具备上述一、二项已属不易,但变频器的多功能化和电子技术的高新化对变频器专用电缆提出了上述的多项高的性能要求。
为实现上述目标,设计人员通过对变频器的剖析,从结构、工艺和试验方式上开始设计大功率变频驱动系统用电缆。
2.1 产品设计 (1)利用三层共挤工艺,导体屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽一次挤出。
绝缘采用纯净交联聚乙烯,其不但介质常数小、绝缘电阻大,而且耐电晕能力强,三层共挤工艺可以进一步提高绝缘体的综合性能,保证电缆的电压降和相间干扰优越性。
在绝缘屏蔽层外再绕包一层铜带作为其金属屏蔽层,以改善电缆的屏蔽效能。
(2)屏蔽装铠层采用皱纹铜管式。
该结构一方面改变了现有电力电缆屏蔽与装铠的分层设置,使电缆结构紧凑、成本下降的同时改善了电缆的柔软性。
另一面还提高了电缆的屏蔽效果(特别是在高频环境中),使保护电磁场呈筒形闭环分布,在保证电缆柔软性及机械强度的前题下,提高其屏蔽抑制系数,延长电源倍增时电机和传动器间的转换时间。
(3)隔离层绕包耐热、非吸湿性和高强度的P BT聚酯带,以保证屏蔽层与线芯的耐电压冲击性。
(4)外护层采用行业热点的绿色环保安全无卤材料,其具有耐油、防水、耐环境浸损于一体,保证电缆在各种恶劣环境下的性能稳定性。
2.2 工艺的流程 该产品的工艺流程如图2所示。
图2 产品的工艺流程3 主要技术创新点 大功率变频驱动系统用电缆结构设计的创新点概括为以下两点。
3.1 采用铜丝缠绕+铜带绕包和金属带纵包连续焊接轧纹的两种结构型式 电缆总屏蔽采用“铜丝缠绕+铜带绕包”和“金属层纵包连续焊接轧纹”的两种结构形式的设计,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,防止感应电动热过大。
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。
传统制造者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、屏蔽效应不是最理想。
采用铜带搭盖纵包并轧纹是较为先进的结构和工艺,形成了全封闭金属层,达到有效的屏蔽效果。
本结构的设计充分利用了铜材良好的导电性与良好的塑性,在加工成皱纹管式后,不但提高了电缆的抗压强度和弯曲性能,而且无缝隙、无接头的管式屏蔽层又提高了电缆的屏蔽效果。
通过以上电缆的结构设计,最终使电缆实现耐高压、耐高频、耐脉冲电压、耐电晕以及可有效抑制高频干扰等良好的电气性能,同时具备低烟无卤、阻燃、耐油、耐湿、耐磨、耐压、耐高低温等优良的物理机械性能。
3.2 “3+3”型组合结构进行相互间隔均匀排列的设计 本电缆的结构改变了传统电缆的设计思维,采用“3+3”结构,主线芯和接地线芯构成隔离式对称分布,电缆结构稳定、可靠;对称“3+3”屏蔽结构设计,提高电缆抗电磁辐射性能,保证电缆应用于变频器时,一方面不受外界干扰,另一方面不干扰其它电器设施,以提高整个大功率变频驱动系统的用电安全性,实现变频器和电源的匹配,改善功率因数,减少高次谐波的不良影响,降低电机噪音。
变频器中3根中性线应根据变频器及电机上的接地端子分别接地。
3+3芯电缆结构是将三大一小的四芯绝缘线芯中第四芯(中性线芯)分解为三个截面较小的绝缘线芯,把三大三小线芯对称成缆。
(下转第24页)5 结 论(1)H05RN2F与245I EC57(YZ W)性能试验相比较:①前者耐压性能、绝缘胶的耐热氧老化、交联密度、耐臭氧性能要求高于后者,特别是空气弹老化试验考核尤为突出;②前者动态曲挠试验往返运动的次数是后者的2倍;③前者护套橡皮应具有不延燃性,需通过燃烧试验,而后者没有要求。
(2)推荐EP DM/CPE并用体系,使用DCP+ T A I C交联剂,配合硬脂酸钙、防老剂MB和抗氧剂等作绝缘胶料;护套胶料选用CPE,采用Perkadox 14S2f1+T A I C作交联体系,既消除了成品电缆的异味,又降低了混合胶的成本。
在配方设计上不但考虑了电缆的性能,而且兼顾了欧盟RoHS指令。
(3)必须控制排胶温度,杜绝加入DCP引起绝缘胶料出现早期硫化现象,防止Perkadox14S2f1熔解不完全、分散不匀而导致电缆护套断面出现针孔。
(4)在保证电缆通过动态曲挠试验的前提下,尽可能增加缆芯的节距,以降低电缆的材料成本,本文推荐成缆节径比取值18倍。
(5)严格控制硫化汽压和牵引速度,提高绝缘橡皮的交联密度,防止护套橡皮起泡,确保电缆满足VDE规范。
参考文献:[1] 中国化工学会橡胶专业委员会编写.橡胶助剂手册[M].北京:化学工业出版社,2000.[2] D I N VDE0282:1999.01,额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电线电缆[S].[3] 欧迪恒.再论橡套软线铜线发黑的解决办法[J].电线电缆,2006,(2):20222.[4] 欧迪恒,氯化聚乙烯的配合与加工[J].电线电缆,1996,(2):17219.(上接第18页)该电缆结构与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屏蔽后成缆,而该结构电缆是由铜丝铜带屏蔽后挤包分相护套,然后对称成缆。
对称电缆结构由于导线的对称换位的绞合,有更好的电磁相容性,对抑制电磁干扰起到一定的作用,能抵消高次谐波中的奇次频率,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。
利用三层共挤工艺,导体屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽一次挤出。
绝缘采用纯净交联聚乙烯,其不但介质常数小、绝缘电阻大,而且耐电晕能力强,三层共挤工艺可以进一步提高绝缘体的综合性能,保证电缆的电压降和相间干扰优越性。
每相线均采用单独接地方式,保证接地的可靠性,消除漏电流引起的噪声,提高三相交流电的平衡性,同时可实现电缆的静电屏蔽。
这种电缆结构由于导线的对称换位的绞合,有更好的电磁相容性,对抑制电磁干扰起到一定的作用,能抵消高次谐波中的奇次频率,提高大功率变频驱动系统专用电缆的抗干扰性,减少了整个系统中的电磁辐射。
且可应用户使用要求决定是否在三根地线上加绝缘层。
4 结束语 宝胜科技创新股份有限公司研制的大功率变频驱动系统用电缆,经国家电线电缆监督检验中心的检测,各项性能参数完全符合设计的指标要求,达到国际同类产品先进水平,填补国内空白,改写了大功率变频驱动系统用电缆以往完全依赖进口的历史。
该产品还曾获扬州市级科技进步二等奖和2007年度中国机械工业科学技术三等奖。
2009年度《电线电缆》杂志征订通知 2009年度《电线电缆》杂志征订工作于2008年10月开始办理,请广大订户速到所在地区邮电局(所)的报刊发行处征订。