[发明专利]一种防水耐油污的10kV中压变频器电缆及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防水耐油污的变频器电缆，更确切地说涉及一种防水耐油污10kV中压变频器电缆。属于电缆领域。

背景技术

随着电力、电子技术及微电子技术的发展，交流变频调速技术得到迅速发展并且日益完善，中小容量的低压变频调速技术已经被广泛应用于工业生产和日常生活中。近年来，随着国外变频器市场的迅速增长并且大量涌入国内市场，对中、高压大容量交流电机需求的不断增多，虽然变频器的重要性已越来越被人们关注，但是中、高压变频技术在国内尚属一门新技术，国内选用的中、高压变频器大多依赖于进口，而作为变频器与电源及电机连接传输的中、高压变频器电缆，也大多由国外公司配套供应。

目前工业领域中10kV中压电机采用变频调速的越来越多，而10kV中压变频器电缆是变频器与电源的连接电缆，由于变频调速系统工作时，频率变换比较频繁，因而电力通过电缆传输后能否实现变频器的工作质量，电缆本身的性能特性至关重要。

从整个变频系统来看，电缆要适应这个要求，必须要在两个方面予以充分保证：一是电缆结构，首先电缆结构应满足变频器输入方式，针对目前变频器发展趋势及性能需要，必须设计成“3+3”结构或同心导体结构，有厂家曾试图将普通电缆用于变频器的输入和输出系统，但使用后系统常出现误动作，无法正常工作，“3+3”结构或同心导体结构可以有效实现变频器和电源的匹配，改善功率因数，减少输入高次谐波的不良影响。二是电缆应满足电磁兼容性要求，不但要做到防止外界电磁场对电缆的影响，又要做到防止电缆本身对变频器其他元器件的影响，这就对电缆屏蔽层提出更高的要求，做到精确设计。

变频器电缆适用于传动系统，尤其适用于造纸、钢铁、纺织、金属加工和食品加工等应用领域，该类电缆通常敷设在油污重、潮湿气大、有积水等恶劣工作环境中，当电缆长期处于潮湿气大、有积水，含有油类的恶劣环境中工作时，电缆应具有一定的防水及抑制油类渗透的能力，仅靠普通护层结构的电缆显然是无法满足这个要求。

众所周知，变频器不但在传统的传动系统中得到广泛应用，而且几乎已经扩展到工业生产的所有领域，这是科技发展的必然，近年来国内外变频器市场的增长速度每年都在10%以上，由于变频器在节能、性能、效率、操作性等方面的显著优点，变频器的应用领域会有更进一步的扩大。针对变频器电缆的现状、存在的问题以及特定的工作环境，本发明拟提供一种防水耐油污10kV中压变频器电缆，以满足不断增长的国内外市场需求，同时降低对进口变频器电缆的依赖。开发出的防水耐油污10kV中压变频器电缆，具有优异的高电性能、电缆结构及电磁兼容性，同时电缆能适应油污重、潮湿气大、有积水等恶劣工作环境，对于拓宽电缆产品的应用领域，满足市场需求，都具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防水耐油污10kV中压变频器电缆及方法。

为达到发明的目的，首要的是考虑和确定以下几方面：

1、确定高电性能的绝缘材料：

变频电机的频率调节范围在100-400Hz，不论频率高低，具有一个主频率的波形轮廓，这其中包含许多高次谐波，作为一种行波经多次反射，幅值叠加可达工作电压的数倍，电缆越长，幅值越高，若电缆绝缘耐压水平较低，极易导致被击穿。为了提高电缆的绝缘安全系数，确定高电性能的绝缘材料，中压变频器电缆绝缘应具有优异的热稳定性，耐电压冲击性，较小的绝缘介质损耗，考虑电缆10kV电压等级，本电缆采用了导体屏蔽、交联聚乙烯绝缘、绝缘屏蔽三层共挤挤出工艺，以均衡电场，提高电缆的绝缘性能，特别是脉冲电压对绝缘的影响，能经受高速、频繁变频时脉冲电压对绝缘的不良影响。

2、确定电缆结构

在交流电流传输过程中，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，直接叠加成分量的三倍，这就要求中压变频器电缆必须要有中性线，必须采用电气对称结构，由于工作电压的升高，高频电磁波的发射能力明显增强，这时低压变频器电缆通常采用的“3+3”结构已不适用，要求屏蔽结构更加优化完善。在10kV中压变频器电缆的工作条件下，同心导体结构是一种合适的结构，所以所述的电缆的三个绝缘线芯采用同心导体结构，分相屏蔽（即金属屏蔽）方式，这种结构比较优化，既起到中性线的作用又具有较好的屏蔽效果，能够充分均衡电场，减少相位差异；同时，为了抑制电缆的电磁污染影响，还必须对屏蔽进行精确设计，最终本电缆确定采用组合总屏蔽的方式，有效减少了出现的噪声增大、高次谐波增多、功率因数降低等不良现象。

3、确定电缆屏蔽方式及提高电磁兼容性（EMC）