變頻電纜的結構及附加試驗討論 了解變頻電纜工作特點之后,就不難從電纜結構改進來解決上述三個問題。
1.絕緣的電氣擊穿問題 變頻電機大量應用后,大多數(shù)情況選用一般電力電纜,如聚氯乙烯絕緣、護套電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜,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/聚全氟乙丙烯復合薄膜繞包燒結和乙丙橡膠雙層絕緣,從厚度和絕緣密實來看并不理想,油泵電纜長度超過3千米,油井的工作環(huán)境嚴酷,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,當運行過程中受到多種惡劣因素的侵蝕后發(fā)生電、熱因子交錯作用而導致絕緣擊穿。為何電纜在工頻下能長期運行而變頻下幾小時內擊穿? 這決不是老化問題,基本上可歸結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,因為其介質損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯絕緣較為滿意,它兼有機、電、熱等優(yōu)良性能。電纜絕緣厚度可采用1kV 電壓等級的規(guī)定,若適當加厚,當然更為可靠,這對變頻電纜更為有利。
2.高頻電磁波對環(huán)境污染問題 雖然目前沒有國家規(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,但抑制對外高頻干擾是必須做到的。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,是不對稱結構,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成纜,二種情況相比較,對稱型比較有利。第二應認為更重要的是加強總屏蔽結構。制造者習慣采用銅線編織屏蔽,實際上這并不是好方法,材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效應不是很理想。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為先進的結構和工藝,形成了全封閉金屬層,只要厚度適當,可達到有效的屏蔽功能。而這種工藝及其所用的材料在光纜領域中已十分普遍,銅帶厚度不能太薄,以保證抑制電磁波對外發(fā)射。
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專用夾具接地,夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合,接地線由夾具尾端引出。
4.外護套 這種電纜大多數(shù)敷設在室內,一般不需鎧裝,雖然不完全排除用聚氯乙烯護套,但選用高密度聚乙烯更為合適。
5.電纜的附加試驗一般低壓電纜不需要進行脈沖電壓試驗,如IEC 60502 標準僅對 3.6/6 kV 及以上的電纜才規(guī)定進行脈沖電壓試驗。變頻電機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1200~1900 V ,振鈴頻率約 100~2000 kHz ,對電纜進行脈沖電壓試驗(型式試驗)是體現(xiàn)電纜絕緣水平。試驗可參考IEC 60502 標準,即施加正負各十次脈沖電壓試驗,試驗電壓可考慮 40 kV ,但需要進一步驗證,是否必要工廠也可自行決定。
1)類別:H——市內通信電纜
HP——配線電纜
HJ——局用電纜
(2)絕緣:Y——實心聚烯烴絕緣
YF——泡沫聚烯烴絕緣
YP——泡沫/實心皮聚烯烴絕緣
(3)內護層:A——涂塑鋁帶粘接屏蔽聚乙烯護套
S——鋁,鋼雙層金屬帶屏蔽聚乙烯護套
V——聚氯乙烯護套
(4)特征:T——石油膏填充
G——高頻隔離
C——自承式
(5)外護層:23——雙層防腐鋼帶繞包銷裝聚乙烯外被層
33——單層細鋼絲鎧裝聚乙烯被層
43——單層粗鋼絲鎧裝聚乙烯被層
53——單層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外被層
553——雙層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外被層
2)BV銅芯聚氯乙烯絕緣電線;
BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電線;
BVV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電線;
BLVV鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電線;
BVR銅芯聚氯乙烯絕緣軟線;
RV銅芯聚氯乙烯絕緣安裝軟線;
RVB銅芯聚氯乙烯絕緣平型連接線軟線;
BVS銅芯聚氯乙烯絕緣絞型軟線;
RVV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套軟線;
BYR聚乙烯絕緣軟電線;
BYVR聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套軟線;
RY聚乙烯絕緣軟線;
RYV聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套軟線
3)電纜的型號由八部分組成:
一、用途代碼-不標為電力電纜,K為控制纜,P為信號纜;
二、絕緣代碼-Z油浸紙,X橡膠,V聚氯乙稀,YJ交聯(lián)聚乙烯
三、導體材料代碼-不標為銅,L為鋁;
四、內護層代碼-Q鉛包,L鋁包,H橡套,V聚氯乙稀護套
五、派生代碼-D不滴流,P干絕緣;
六、外護層代碼
七、特殊產品代碼-TH濕熱帶,TA干熱帶;
八、額定電壓-單位KV
電線電纜命名與型號
命名原則及案例:
電線電纜的完整命名通常較為復雜,所以人們有時用一個簡單的名稱(通常是一個類別的名稱)結合型號規(guī)格來代替完整的名稱,如“低壓電纜”代表0.6/1kV級的所有塑料絕緣類電力電纜。電線電纜的型譜較為完善,可以說,只要寫出電線電纜的標準型號規(guī)格,就能明確具體的產品,但它的完整命名是怎樣的呢?
電線電纜產品的命名有以下原則:
1、產品名稱中包括的內容
(1)產品應用場合或大小類名稱
(2)產品結構材料或型式;
(3)產品的重要特征或附加特征
基本按上述順序命名,有時為了強調重要或附加特征,將特征寫到前面或相應的結構描述前。
2、結構描述的順序
產品結構描述按從內到外的原則:導體-->絕緣-->內護層-->外護層-->鎧裝型式。
3、簡化
在不會引起混淆的情況下,有些結構描述省寫或簡寫,如汽車線、軟線中不允許用鋁導體,故不描述導體材料。
案例:
額定電壓8.7/15kV阻燃銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜
“額定電壓8.7/15kV”——使用場合/電壓等級
“阻燃”——強調的特征
“銅芯”——導體材料
“交聯(lián)聚乙烯絕緣”——絕緣材料
“鋼帶鎧裝”——鎧裝層材料及型式(雙鋼帶間隙繞包)
“聚氯乙烯護套”——內外護套材料(內外護套材料均一樣,省寫內護套材料)
“電力電纜”——產品的大類名稱
與之對應的型號寫為ZR-YJV22-8.7/15,型號的寫法見后面的說明。
我國電力的普及程度已經(jīng)非常高了,各行各業(yè)的生產制造都離不開電力,電力就離不開電纜,那么電纜的使用壽命就直接影響生產的,電力電纜的使用壽命是由護套材料的氧化誘導期決定的,一般電纜設計使用20年,實際壽命遠遠大于此值。
電纜老化故障的很直接原因是絕緣降低而被擊穿。導敏絕緣降低的兇素很多,根據(jù)實際運行經(jīng)驗,安徽宏業(yè)儀表電纜有限公司歸納了以下幾種情況。
1)電纜老化原因:外力損傷。由近幾年的運行分析來看,尤其是在經(jīng)濟高速發(fā)展中的今天,現(xiàn)在相當多的電纜故障都是由于機械損傷引起的。
2)電纜老化原因:絕緣受潮。這種情況也很常見,一般發(fā)生在直埋或排管里的電纜接頭處。比如:電纜接頭制作不合格和在潮濕的氣候條件下做接頭,會使接頭進水或混入水蒸氣,時間久了在電場作用下形成水樹枝,逐漸損害電纜的絕緣強度而造成故障。
3)電纜老化原因:化學腐蝕。電纜直接埋在有酸堿作用的地區(qū),往往會造成電纜的鎧裝、鉛皮或外護層被腐蝕,保護層因長期遭受化學腐蝕或電解腐蝕,致使保護層失效,絕緣降低,也會導致電纜故障?;簡挝坏碾娎|腐蝕情況就相當嚴重
4)電纜老化原因:長期過負荷運行。超負荷運行,由于電流的熱效應,負載電流通過電纜時必然導致導體發(fā)熱,同時電荷的集膚效應以及鋼鎧的渦流損耗、絕緣介質損耗也會產乍附加熱量,從而使電纜溫度升高。長期超負荷運行時,過高的溫度會加速絕緣的老化,以至絕緣被擊穿。尤其在炎熱的夏季,電纜的溫升常常導致電纜絕緣薄弱處首先被擊穿,因此在夏季,電纜的故障也就特別多。
5)電纜老化原因:電纜接頭故障。電纜接頭是電纜線路中很薄弱的環(huán)節(jié),由人員直接過失(施工不良)引發(fā)的電纜接頭故障時常發(fā)生。施工人員在制作電纜接頭過程中,如果有接頭壓接不緊、加熱不充分等原網(wǎng),都會導致電纜頭絕緣降低,從而引發(fā)事故。
6)電纜老化原因:環(huán)境和溫度。電纜所處的外界環(huán)境和熱源也會造成電纜溫度過高、絕緣擊穿,甚至爆炸起火。
7)電纜本體的正常老化或自然災害等其他原因。