中壓變頻電纜工作原理

中壓變(biàn)頻電(diàn)纜工作原理 

    随著(zhe)電力、電子技術及計算機技術的發展,交流電機變頻技術日益完善並(bìng)迅猛發展,中小容量低壓變頻(690V以下)已廣泛應用，由於中、高壓大容量交流電機需求的場合越來越多,這就要求變頻電壓等級必須進一步提高，目前工業領域中10kV及以下中壓電機採用變頻調速越來越多。中壓電機實現變頻調速原理通常採用以下3種方案:①高-低-高方案;②高-低-低方案;③高-高方案。這3種方案基本可以涵蓋工業領域的各種應用及改造項目，總體而言方案①高-低-高是目前使用zui常見的一種方案。這就要求在變頻器和電機之間的電纜必須採用相應電壓等級的中壓變頻電纜，下面簡稱中壓變頻電纜。 1.2脈沖電壓對絕緣的影響 

電機的調速基本原理爲變(biàn)頻器給電機提供不同頻率的電源，其頻率範圍可達100~400Hz。這種頻率變(biàn)化電源在電纜傳輸中，具有一個主頻率的波形輪廓，它包含瞭(le)許多高次諧波，作爲一種行波經多次反射，幅值疊加可達到工作電壓數倍，電纜越長，幅值越高。爲瞭(le)使電纜能夠安全長距離傳輸，這就要求中壓變(biàn)頻電纜具有優異的絕緣性能和通過電纜結構的改變(biàn)來抑制工作電壓的累積倍數
。 

對外圍控制設備的影響 在現代工業領域，電氣控制採用瞭(le)大量的弱電控制。而由於(yú)提供瞭(le)頻率變化的電源，變化的電場在傳輸過程中就會産生變化的磁場，這樣交替變化的電磁場就會對弱點設備造成影響，稱爲電磁波的環境污染
。這就要求中壓變頻電纜具有良好的電磁屏蔽性能。  變頻設備的接地 

在交流電傳輸過程中，當三相電流平衡時，其中性線的電流爲零，若出現三次諧波，則三次諧波的電流分量在中性線内不存在相位差，所以直接疊加成分量的三倍。若變(biàn)頻原供電對象是三個單相變(biàn)頻電機，而且處於(yú)三相功率分布平衡狀态，則中性線電流更大，這就要求中壓變(biàn)頻電纜必須要有中心線，而且中心線截面不能小於(yú)相線截面。 

2. 中壓變(biàn)頻電(diàn)纜結構讨論 

瞭(le)解中壓變(biàn)頻電纜工作原理之後，就從電纜結構改進來解決上述四個問題。  2.1 導體 

中壓變(biàn)頻電纜的電壓等級比較高，故導(dǎo)體爲緊壓圓形結構，以防止放電破壞絕緣。 2.2 絕緣 

同樣考慮電纜的電壓等級，採(cǎi)用導體屏蔽、絕緣、絕緣屏蔽三層(céng)一次性擠

出，均化電場(chǎng)，提高電纜的絕緣性能，特别是脈沖(chōng)電壓對絕緣的影響
。 2.3 成纜排列 

     通過上面的工作原理得知，電纜必須有中心線，另外爲瞭(le)避免多次反射電壓的累加，要求電纜必須採(cǎi)用電氣對稱結構。所以将中線芯分成三份，一種方式爲分别平均嵌入主線芯成纜間隙裏，與絕緣金屬屏蔽相接觸如圖1；另一種以同心導體形式纏繞在絕緣屏蔽周圍再有銅帶疏繞紮緊，如圖2。 第二種結構比較優化，既起到中線的作用又具有分相屏蔽效果
。 

外護套

銅帶紮緊銅絲纏(chán)繞屏蔽内襯層(céng)中線金屬屏蔽絕緣屏蔽絕緣

導體屏蔽導體

圖2

外護套

紮緊銅帶銅絲纏(chán)繞屏蔽内襯層(céng)紮緊銅帶銅絲纏(chán)繞屏蔽絕緣屏蔽絕緣導體屏蔽導體 

2.4 屏蔽 

      爲瞭(le)抑制電纜的電磁污染影響，電纜必須採用屏蔽結構。屏蔽結構主要有銅帶繞包、銅絲纏繞兩種結構。爲瞭(le)確(què)保電氣性能，銅絲纏繞外加銅帶疏繞紮緊結構性能更優異。

2.5 護(hù)套 

電(diàn)纜通過以上的結構調整已經可以*提供中壓變(biàn)頻電(diàn)源，故電(diàn)纜外護就沒有什麽特别的要求。 

3. 電(diàn)纜(lǎn)接線方式 

      中壓變(biàn)頻電纜接線爲将A、B、C三根相線分别連接到電機的A、B、C三個接線柱上，另外電纜的中線、金屬屏蔽等通過連接銅闆和電機的外殼一並(bìng)接地，如圖3。 

4. 結(jié)論(lùn) 

綜上所述，中壓變(biàn)頻電纜必須具備(bèi)三層共擠、對稱、具有中線，具有金屬屏蔽的結構，才能安全、有效、節能的傳輸變(biàn)頻電源。