隨著銅絲編織密度的增大,屏蔽抑制系數(shù)也不斷增長,編織密度越大,屏蔽效果越好。反之,當(dāng)編織密度較低時,屏蔽抑制系數(shù)也偏低。
當(dāng)電纜采用銅帶屏蔽時,其屏蔽抑制系數(shù)是較高的,一般能夠達(dá)到0.8以上。對比圖5、圖6可知,采用銅絲編織屏蔽時,只有編織密度達(dá)到90%以上,其屏蔽效果才與銅帶屏蔽相當(dāng)。所以,變頻電纜應(yīng)盡量采用銅帶屏蔽,以確保屏蔽效果。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、屏蔽效果不是理想。采 用銅帶搭蓋繞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,可達(dá)到有效的屏蔽功能。
當(dāng)電纜采用銅帶屏蔽時,不同厚度銅帶對屏蔽效果的影響也應(yīng)予以考慮,銅帶厚度不能太薄,以保證抑制電磁波對外發(fā)射。如圖6所示,當(dāng)銅帶厚度較薄時,屏蔽抑制系數(shù)也很低,屏蔽效果不好,而隨著銅帶厚度的增加,其屏蔽效果得到了提高,但應(yīng)注意,當(dāng)銅帶達(dá)到厚度后,屏蔽抑制系數(shù)的數(shù)值變化不再明顯。 3.2 脈沖電壓對絕緣的影響 變頻電源的頻率調(diào)節(jié)范圍較寬,不論頻率高低,具有一個主頻率的波形輪廓,它包含了許多高次諧波,作為一種行波經(jīng)多次反射,幅值疊加可達(dá)到工作電壓數(shù)倍,電纜越長,幅值越高,若電纜絕緣系數(shù)不高,可能被擊穿。因此為確保電纜,我們從以下三個方面著手: (1)增大絕緣厚度,提高絕緣耐電壓能力,同時選用絕緣性能較好材料。電纜絕緣厚度可采用對應(yīng)電壓等級的規(guī)定,若適當(dāng)加厚,當(dāng)然更為可靠,這對變頻電纜更為有利。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)系數(shù)偏大,在交變電場作用下,其介質(zhì)損耗也很大。而采用交聯(lián)聚乙烯絕緣則較為合適,交聯(lián)聚乙烯材料介質(zhì)系數(shù)低,介質(zhì)損耗小,同時其耐溫等級和機(jī)械性能也比聚氯乙烯好,其兼有機(jī)、電、熱等優(yōu)良性能。采用交聯(lián)聚乙烯作為絕緣材料是比較適合的選擇。 (2)導(dǎo)體外增加半導(dǎo)電層(圖7),以均化電場,減少放電。 導(dǎo)體在加工過程中,可能會在表面產(chǎn)生缺陷(如毛刺),導(dǎo)體外沒有半導(dǎo)電層,則在缺陷處產(chǎn)生電場畸變,容易產(chǎn)生擊穿破壞絕緣。如施加半導(dǎo)電層后,由于半導(dǎo)電層的存在,導(dǎo)體表面電場得到均化,可有效避免絕緣擊穿。(3)電纜采用對稱結(jié)構(gòu),以達(dá)到均化電場和各相均衡。對于四芯低壓電纜,首先是改善絕緣線芯的排列,假如電纜的四個芯直接成纜,是不對稱結(jié)構(gòu)(見圖8),如果將第四芯分解為三個截面較小的絕緣芯,把三大三小線芯對稱結(jié)構(gòu)(見圖9)成纜,二種情況相比較,對稱型電纜各主線芯間距離相等位置固定,電纜內(nèi)部電場均化,對絕緣比較有利。另外,完整的三相正弦供電系統(tǒng),當(dāng)三相電流平衡時,其中性線的電流為零,若出現(xiàn)三次諧波,則三次諧波的電流分量在中性線內(nèi)不存在相位差,所以直接疊加成分量的三倍。若變頻原供電對象是三個單相變頻電機(jī),而且處于三相功率分布平衡狀態(tài),則中性線電流更大,中性線截面應(yīng)不小于相截面。為了取得很好的各相均衡特性,宜采用對稱結(jié)構(gòu)。 3.3 屏蔽層接地措施 屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)射的必要條件,銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決,而縱包銅帶軋紋屏蔽需用夾具接地,夾具與軋紋銅管的接觸面應(yīng)當(dāng)吻合,接地線由夾具尾端引出。 3.4 外護(hù)套 這種電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi),一般不需鎧裝,雖然不完全排除用聚氯乙烯護(hù)套,但選用高密度聚乙烯更為合適。 3.5 電纜的附加試驗(yàn) 一般低壓電纜不需要進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn),如IEC 60502 標(biāo)準(zhǔn)僅對 3.6/6kV 及以上的電纜才規(guī)定進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)。變頻電機(jī)的連接電纜情況略有不同,需要承受高頻脈沖電壓。高頻波振幅可達(dá)1200~1900 V,振鈴頻率約 100~2000 kHz ,對電纜進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)(型式試驗(yàn))是為驗(yàn)證電纜的絕緣水平。試驗(yàn)可參考IEC 60502標(biāo)準(zhǔn),即施加正負(fù)各十次脈沖電壓試驗(yàn),試驗(yàn)電壓可考慮 40 kV ,但需要進(jìn)一步驗(yàn)證,是否必要工廠也可自行決定。 4 3.6/6 ~ 6/10 kV中壓變頻電纜的發(fā) 展 由于機(jī)械裝備大型化,需要電機(jī)容量也配套擴(kuò)大,相應(yīng)變頻電源的輸出電流也要求增大,但受到大電流變頻元件的限制,進(jìn)一步提高電流容量技術(shù)發(fā)展受到限制。但另一方面提高變頻電源輸出電壓相對比較容易,提高電壓后,中壓變頻電機(jī)功率可大幅度增加,此時電纜的電壓等級也跟上。