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变频电缆的设计与分析(2)

北极星电力网技术频道    作者:包皓   2013/8/5 11:23:53   

  所属频道:  火力发电    关键词:  电缆 变频器 变频电缆

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。

导体外增加半导电层以均化电场,减少尖端放电。 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。

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,首先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。

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。

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。

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 40kV ,但需要进一步验证,是否必要工厂也可自行决定。

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,交联聚乙烯显然是首选绝缘材料,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,所以屏蔽结构要求更完善。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,总屏蔽的结构与低压变频电缆相同。

作为一种变频专用电缆,变频电机用交联聚乙烯绝缘电缆是一种新的系列产品,尽管市场的总需求量并不很大,但这种电缆的发展很有前途,中型及以上的变频电机应当采用这类专用电缆,至于小型变频电机用变频电缆,归入此范畴也未尝不可。

(作者单位:合肥水泥研究设计院)

来源:环球市场信息导报
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