二、變頻線纜的結(jié)構(gòu)及附加試驗(yàn)討論
了解變頻電纜工作特點(diǎn)之后，就不難從電纜結(jié)構(gòu)改進(jìn)來解決上述三個(gè)問題。
1.絕緣的電氣擊穿問題
變頻電機(jī)大量應(yīng)用后，重慶線纜大多數(shù)情況選用一般電力電纜，如聚氯乙烯絕緣、護(hù)套電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜，由于電纜本身耐壓水平較高，很少發(fā)生電纜本體擊穿。這與上述深井油泵電纜擊穿事故顯然不同，深井油泵電纜采用聚酰亞胺/聚全氟乙丙烯復(fù)合薄膜繞包燒結(jié)和乙丙橡膠雙層絕緣，從厚度和絕緣密實(shí)來看并不理想，油泵電纜長(zhǎng)度超過3千米，油井的工作環(huán)境嚴(yán)酷，電纜處在高溫、高壓、含油和含水的條件中工作，其絕緣性能比較脆弱，當(dāng)運(yùn)行過程中受到多種惡劣因素的侵蝕后發(fā)生電、熱因子交錯(cuò)作用而導(dǎo)致絕緣擊穿。為何電纜在工頻下能長(zhǎng)期運(yùn)行而變頻下幾小時(shí)內(nèi)擊穿? 這決不是老化問題，本上可歸結(jié)于高頻脈沖電壓的影響。一般陸用情況下，采用聚氯乙烯絕緣并不理想，因?yàn)槠浣橘|(zhì)損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯絕緣較為滿意，它兼有機(jī)、電、熱等優(yōu)良性能。電纜絕緣厚度可采用1kV 電壓等級(jí)的規(guī)定，若適當(dāng)加厚，當(dāng)然更為可靠，這對(duì)變頻電纜更為有利。
2.高頻電磁波對(duì)環(huán)境污染問題
雖然目前沒有國(guó)家規(guī)范規(guī)定電纜發(fā)射電磁波造成環(huán)境污染的考核指標(biāo)，但抑制對(duì)外高頻干擾是必須做到的。對(duì)于四芯低壓電纜，首先是改善絕緣線芯的排列，假如電纜的四個(gè)芯直接成纜，是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，如果將第四芯分解為三個(gè)截面較小的絕緣芯，把三大三小線芯對(duì)稱成纜,二種情況相比較，對(duì)稱型比較有利。第二應(yīng)認(rèn)為更重要的是加強(qiáng)總屏蔽結(jié)構(gòu)。制造者習(xí)慣采用銅線編織屏蔽，實(shí)際上這并不是好方法，材料消耗大、加工速度慢、。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和工藝，形成了全封閉金屬層，只要厚度適當(dāng)，可達(dá)到有效的屏蔽功能。而這種工藝及其所用的材料在光纜領(lǐng)域中已十分普遍，銅帶厚度不能太薄，以保證抑制電磁波對(duì)外發(fā)射。

銅箔95密度蔽屏-5度耐寒BPFFPP2變頻電纜

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關(guān)于變頻器的輸出與電纜長(zhǎng)度關(guān)系的研究
變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，除了具有的調(diào)速性能之外，變頻器還有顯著的節(jié)能作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。但是由于變頻器的自身輸出特性和電纜分布電容的耦合作用，限制了變頻器的輸出距離。
2原因分析
變頻器的輸出到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度受到很多因素的影響，這其中的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）分布電容。所謂分布電容，就是指由非電容形態(tài)形成的一種分布參數(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式，在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。而變頻器輸出距離受限的問題，和電纜的分布電容有密切關(guān)系，不只是電容器才有電容，實(shí)際上任何兩個(gè)絕緣導(dǎo)體之間都存在電容。例如導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與大地之間，都是被絕緣層和空氣介質(zhì)隔開的，所以都存在著電容
通常情況下，這個(gè)電容值很?。ㄒ话阍?5～30nf/100m左右），電纜長(zhǎng)度較短時(shí)，它的實(shí)際影響可以忽略不計(jì)，如果電纜很長(zhǎng)或傳輸信號(hào)頻率很高時(shí)，就必須考慮分布電容的作用。在電纜遠(yuǎn)距離敷設(shè)系統(tǒng)中，電纜的電容會(huì)表現(xiàn)的較為明顯，對(duì)控制回路產(chǎn)生一定的影響，甚至影響控制功能，特別是對(duì)于變頻器控制普通低壓電機(jī)的控制回路，故障較多表現(xiàn)為過流、起停失靈等現(xiàn)象，給生產(chǎn)和維護(hù)造成很大的安全隱患。由于輸出線上的分布電容和分布電感的共振產(chǎn)生浪涌電壓，將會(huì)疊加到輸出電壓上，晶體管、igbt的開關(guān)頻率越高，電纜越長(zhǎng)，產(chǎn)生的浪涌電壓越高，時(shí)，可產(chǎn)生直流電壓的兩倍的浪涌電壓。這種情況下，很容易引起過壓過流保護(hù)，甚至燒壞模塊。
分布電容是一種分布參數(shù)，其數(shù)值不僅隨電纜的生產(chǎn)廠商不同而存在差異，而且會(huì)因?yàn)殡娎|的敷設(shè)方式、工作狀態(tài)和外界環(huán)境因素而不同，這需要在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮。
（2）變頻器本體輸出問題
目前，幾乎所有的變頻器都采用脈寬調(diào)制技術(shù)，但是由于變頻器中的功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，器件的高速開關(guān)動(dòng)作使得電壓和電流在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生跳變，這使得電壓、電流波形中含有大量的諧波成分，其中高次諧波會(huì)使變頻器輸出電流增大，造成電機(jī)繞組發(fā)熱，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，加速絕緣老化，還可能損壞電機(jī)；同時(shí)各種頻率的諧波會(huì)向空間發(fā)射不同頻率的無線電干擾，可能導(dǎo)致其它設(shè)備誤動(dòng)作。

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