变频系统专用电力电缆的研制.pdf

2 0 0 5年第 2 期 No. 2 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t ri c Wi r e 电力电缆; 设计; 制造 中图分类号: T M 2 4 6 . 9文献标识码: A文章编号: 1 6 7 2 - 6 9 0 1 ( 2 0 0 5 ) 0 2 - 0 0 2 5 - 0 2 D e v e l o p m e n t o f P o w e r C a b l e s S p e c i fi c a ll y U s e d i n F r e q u e n c y C o n v e r t i n g S y s t e m Z H O U H o u - g i a n g ( S p e c ia l E l e c t ri c a l A p p a r a t u s ( D e y a n g ) C a b l e C o . ， L t d . ， D e y a n g 6 1 8 0 0 0 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h i s p a p e r p r e s e n t s t h e d e v e l o p m e n t o f p o w e r c a b l e s s p e c i f i c a ll y u s e d i n f re q u e n c y c o n v e rt i n g s y s t e m , i n c l u d i n g a n a l y s i s o f t e c h n i c a l p r o g r a m a n d c o n s t r u c t i o n a l d e s i g n a n d m a n u f a c t u r e o f t w o k i n d s o f p r o d u c t s . I h a s b e e n p r o v e d场 t e s t i n g t h a t t h e s e p r o d u c t s m e e t t h e d e s i g n i n g r e q u i r e m e n t s o f t h e c o m p a n y s p e c i f i c a t i o n . T h e d e v e l o p e d c a b l e s a r e w e ll r e c e i v e d a n d u s e d场 c u s t o m e r s . K e y w o r d s : f r e q u e n c y c o n v e r t i n g s y s t e m; p o w e r c a b l e ; d e s i g n ; m a n u f a c t u re 1 引言 变频技术是近年来机电领域的一次技术革命， 变频调速系统的应用越来越普及， 与此相对应， 对连 接调速系统的变频电机及变频控制器的电力电缆、 控制电缆也提出了更高的要求， 以避免运行中产生 的高次谐波电流对其他供电、 控制回路产生干扰， 或 受外界电磁信号的干扰。一些行业的设计院( 造纸、 冶金) 已明确地提出了这种要求， 并将其作为整个设 计方案的一部分。国内一些电缆制造厂也已在产品 结构设计、 生产制造方面做了一些初步的工作， 产品 也已在许多工程中应用。本文主要介绍了本公司在 变频调速专用电力电缆研制和生产的一些情况， 供 有关人员的参考。 2 变频调速专用电力电缆设计制造的技术 方案分析 在制定试制方案时， 不仅要充分考虑电缆的各 种电气性能和机械物理性能， 更重要的是重点考虑 如何减少高次谐波电流的产生， 以及如何控制对其 他控制电路的干扰。 2 . 1 脉冲电压的千扰 ( 1 ) 现象。变频电源的频率调节范围比较宽， 收稿日期二 2 0 0 4 - 0 5 - 2 1 作者简介: 周厚德( 1 9 6 9 - ) ， 男， 河南开封人， 工程师. 作者地址: 四川德阳市黄河西路 1 号 6 1 8 0 0 0 . 但其波形是一个主频率的频带轮廓， 包含了许多高 次谐波， 幅值也较大。这种谐波必然会波及到电缆， 有可能会引起电缆的击穿， 而且电缆长度越长， 高频 谐波电压也越高。但是， 如果电缆绝缘耐压水平较 高的话， 则不会发生电缆的击穿。 ( 2 ) 对策。如果电缆的结构采用普通的 3+1 芯， 即三根主线芯和一根零线， 这将会使主线芯和零 线产生的干扰和谐波电压不均衡， 要使电缆能正常 工作， 势必需要增加电缆的绝缘水平。若主线芯与 零线的位置采用对称结构， 那么由于导线互换效应 及其对称平衡， 可将干扰减小到最低水平， 采用一般 的绝缘水平即可， 所以电缆的设计应采用对称结构 的型式。 2 . 2 电磁波的干扰 ( 1 ) 现象。连接变频电机和变频电源的电缆在 运行时， 若产生电磁波， 则将会对周围邻近地区通信 工具或调幅接受器产生严重的干扰; 反之， 外界电磁 波也可能对其进行干扰。因此， 既要使之不产生或 少产生干扰信号， 以减少对外界运行系统的干扰， 同 时也要提高电缆自身的抗干扰能力， 能阻止外界的 干扰， 这是问题的两个方面， 都是至关重要的。 ( 2 ) 对策。 解决上述问题的办法是采用对称型 结构和增加电缆的屏蔽结构。屏蔽结构可以采用铜 带绕包、 铜丝编织或铝塑复合带纵包等型式。屏蔽 层的良好接地系统又是抑制电磁波的必要条件， 采 用铜丝编织结构是较容易实现， 而采用其他结构往 万方数据 2 0 0 5 年第 2 期 No. 2 2 0 0 5 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r e 挤 包隔离层( 内护套) ; 编织铜丝作为屏蔽层; 最后挤包 外护套( 见图2 ) a 动力线芯 3 产品试制 3 . 1 产品的结构设计 分析和研究了国内同行制造变频调速专用电力 电缆的成功和失败经验， 制定了产品的试制方案。 试制方案的重点放在如何减少高次谐波电流分量对 其他控制电路的干扰。试制了电压等级为0 . 6 / 1 k V ， 型号为B P T Y J V P 2 、 规格为3 x 6 + 3 x 1 . 5 m m 2 ; 以 及型号为B P T Y J V P P 2 ， 规格为3 x 5 0 + 1 x 2 5 m m 2 , 3 x 7 0 + 1 x 3 5 r im 2 等两种型号、 三种规格的产品。 第一种型号 B P T Y J V P 2电缆采用三根中性线芯 均匀分布在三根动力线芯之间的空隙中， 并绞合成 缆芯; 在缆芯外绕包包带; 然后编织铜线组成屏蔽 层、 再挤包外护套( 见图 1 ) 0 动力线芯 图2 3 十 1 同心导体结构变频电缆 3 . 2 产品试制的注意事项及其试验结果 在试制中电缆成缆节距应比一般同类型、 同规 格产品要小一些; 在成缆中应适当填充填充物， 使产 品外观密实圆整; 绕包带采用重叠绕包， 搭盖率为 2 5 %一 5 0 %; 隔离套与屏蔽层之间应有一定的电气 强度; 编织工艺采用卧式 3 2 锭编织机， 编织密度应 控制在7 0 %以上。 试制的样品已通过了“ 国家电线电缆质量监督 检测中心” 检测， 认为完全符合本公司的企业标准 Q / 7 0 8 9 5 1 6 6 - 1 . 0 2 -2 0 0 3 额定电压 0 . 6 / 1 k V及以下 变频系统专用电力电缆 的要求。目前已小批量投 产， 产品已在攀枝花钢厂等单位中应用， 反映良好， 证明该产品设计是正确和合理的。 图1 3 + 3 对称结构变频电缆 第二种型号 B P T Y J V P P 2电缆采用三根动力线 芯绞合成缆后外包包带; 挤包隔离层( 内护套) ; 然后 4 结束语 变频系统专用电缆是一种新的系列产品， 需要 根据用户要求进行设计。 本产品适用于对屏蔽性能要求严格的动力线及 输配电线路， 尤其适用于额定电压为0 . 6 / 1 k V及以 下的变频控制传动系统中作供电或连接电缆。 目前变频系统专用电缆的应用不是很成熟， 市 场的容量也不是很大， 但这种电缆的开发研制很有 必要， 中型以下的变频电机都应采用这类专用电缆。 0 ; ; ; ; ; ; ; ) ) ; ; ; ; ; ; ; ) ) ) ) ; ; ; ; ; ; ) ) y ; ; ) ) ; ; ; ; ; , .砂 内 合理用能， 保护环境， 内 实现可持该发展 . 、. . . 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 万方数据