变频电缆的技术规范

变频电缆的技术规范

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%。最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长期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

变频器与变频电机之间的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绝缘线芯，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屏蔽后成缆，而变频电机专用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。

3．屏蔽结构的设计

1.8/3kV及以下变频电机专用电缆的屏蔽一般采用总屏蔽，6/10kv变频电机专用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，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。

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

在变频电机专用电缆生产过程中，绝缘线芯挤包工序、成缆工序等是最关键的工序。

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一致，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。

四、变频电缆的型号

由于变频电缆没有统一的国家标准，各工厂根据自己的企业标准命名了不同的电缆型号，归纳为：

结构代号说明

用途：BP 变频电缆

绝缘层：V 聚氯乙烯

YJ 交联聚乙烯绝缘

F 佛塑料

G 硅橡胶

内护层：V 聚氯乙烯护套

G 硅橡胶

F 佛塑料

E 聚烯烃护套屏蔽层：P 铜丝编织

P1 铜丝缠绕

P2 铜带绕包

P3 铝塑复合带绕包外护套的代号同GB2952国家标准的规定