额定电压1kV到3kV变频器用电力电缆

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变频电缆的影响及解决办法
无为电线电缆
Wuwei Wire and Cable
变频电缆主要是用来连接电源与变频器、变频器与用电设 备的电缆。其敷设的空间相对较小，而电压等级有相对比 较高（最高可达8.7/15kV），在其运行过程中，会产生大 量的电磁波，对周围的供电和用电系统都会产生强烈的干 扰。 这就要求变频电缆要有更好的屏蔽措施。所以对电压等级 为3.6/6kV及以上的变频电缆都要求有分相屏蔽和统包屏 蔽。采用多层屏蔽可以达到非常好的效果。然而，若是屏 蔽内的回路出现了偏心，电磁屏蔽的效果势必要下降，这 时屏蔽中产生的涡流损耗就会有所增加。 对于偏心的电缆，设屏蔽衰减值为Ap 则有 Ap=As+㏑∣1/Sp∣ 式中 As 为缆芯位于屏蔽中心时的衰减值 Sp 为偏心系数
图1
高次谐波图
电缆是输送电力的载体，电缆输出的高次谐波是由于变频器输出和输入产 生的，研究变频器谐波特点和危害，才能设计并应用合适的电力电缆。
电缆输送高次谐波电力的危害
变频电力电缆产生高次谐波的辐射危害
变频器的输出电压和电流波形如下图所示
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●在变频条件下电力电缆是传输经变频器电力“加工”的具有高次谐波 的电力，高次谐波的辐射危害主要有： （1）增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热；
变频电缆的影响及解决办法
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完整的三项供电系统，当三项电流平衡时，其中性线 芯的电流为零；
当高次谐波产生时，经过电缆的多次反射，便会出现 对此的波峰与波峰或波谷与波谷相叠加的机会，电缆越长 叠加机会越多表现得也就越明显。加之电缆这个大的电容 本身对高次谐波就有着放大的作用，对于3+1型电缆，高 次谐波产生的电流分量在中性线芯内无相位差，这样一来 电流将会叠加成原分量的数倍，中性线芯在高频脉冲下很 快就会被击穿。
电缆输送高次谐波电力的危害
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（2）引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性， 可靠性降低，容易造成系统事故，严重威胁系统的安全运行； （3） 对通讯系统工作产生干扰，影响通信线路通话的清晰度， 甚至还会威胁着通信设备和人员的安全； （4） 对用电设备的影响很大，电力谐波会使电视机、计算机的 图形畸变，使计算机及数据处理系统出现错误，严重时甚至损害 机器； 此外，电力谐波还会对测量和计量仪器的指示造成不准确及 对装置等产生不良影响，它已经成为当前电力系统中影响电能质 量的大公害。
相关理论研究与结论
相关理论研究与结论
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变频调速已经成为目前主流的调速方案，可广泛应用于各行各业无级
变速传动。
现代变频技术是集高频、高压和大电流于一身的交流电气传动技术，
变频器具有高效、节能和智能化的特点，已经成为提高能源效率和控 制特性、改善机械设备性能的一个强有力的途径。
稳、调速范围宽和使用方便等优点，但是由于变频器要进行大功率二极管整 流、大功率晶体管逆变等非线型电路，故产生高次谐波电流。
现代“绿色”变频器对高次谐波有较好的抑制作用，因而能减少高次谐波的
辐射，而它通过电缆输出的电力，成了干扰源，对供电系统、负载及其他邻 近电气设备产生干扰，尤其是在对防干扰要求比较高的高精度仪表、计算机 控制系统等谐波干扰问题尤为突出。
标准制订背景
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交流变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向， 其应用领域非常广泛，市场发展速度平均增长率达10%； 变频电缆是变频调速系统中重要部件，而至目前没有一部 相对规范的标准；
变频电缆按电压等级分低压、中压二大类，本标准为1kV 到3kV级；
变频电缆的影响及解决办法
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• 为了解决这个问题，我们将3+1型的电缆中的1芯分成了三 份，以对称的方式做成3+3结构，这样，三个中性线芯的 相位一次滞后120°，形成了一个对称平衡的状态，使得 电流不会型叠加，有效的减小了高次谐波对变频电缆的危 害。
变频系统由变频器、变频电机、控制电路组成，变频调速按变换环节
主要分为“交—直—交”和“交—交”两种。交流传动与控制技术已 是目前发展最为迅速的技术之一。
相关理论研究与结论—变频技术存在的问题
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虽然变频器在工业生产中具有无可比拟的优越性，具有功率因数高、起动平
额定电压1kV到3kV变频器用电力电缆
标准宣贯
胡光政
无为●高沟
安徽省无为县电线电缆行业协会
2011﹒7﹒15
导读
无为电线电缆
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标准制订的背景
相关理论研究与结论 标准重要条款解读
材料
结构
试验类别
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标准制订的背景
是电力电缆范畴，因为实际的工作频率为30～300Hz，常 简称为变频电缆。 各种理论与实践都在不断发展中，特别是试验方法、试验 项目和模型还是在研究中。
标准制订背景
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变频品-电缆-变频电机系统示意图
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所以设计合适的变频用电力电缆，才能有效力减少谐波的辐射和污染，减少
电机的损耗和发热。
相关理论研究与结论—电缆输送高次谐波电力的危害
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变频器产生高次谐波
变频器内存在大量非线性电子组件，使变频器输出与 输入的电力不是连续的正弦波，因而就产生了大量高 次谐波。
标准制订背景
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• 为了实现变频，必须将电压和频率稳定的交流电，变换为 电压或频率可变的交流电，这一装置称作“变频器”。 • 为了产生可变的电压和频率，变频器首先要把电源的交流 电变换为直流电(DC)，把直流电(DC)变换为交流电(AC)的 装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。后来产品本 身就被命名为“inverter”，中文为“变频器”。