電線電纜的作用和分類(lèi)
電線電纜分類(lèi)應(yīng)用及基本結(jié)構(gòu)
1、分類(lèi)
把用以傳輸電（磁）能、信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品統(tǒng)稱(chēng)為電線電纜。按用途不同可以將電線電纜分為五大類(lèi)：
***電線：僅有導(dǎo)體而無(wú)盡緣層的產(chǎn)品，如鋼芯鋁絞線、鋁絞線、銅絞線。產(chǎn)品主要用在城郊、農(nóng)村、用戶主線、開(kāi)關(guān)柜等。
繞組線（電磁線）：以繞組的形式在磁場(chǎng)中切割磁力線感應(yīng)產(chǎn)生電流，或通以電流產(chǎn)生磁場(chǎng)作用的電線，主要用于各種電機(jī)、儀器儀表等。如漆包線。
電力電纜：在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品，如交聯(lián)聚乙烯盡緣電力電纜等。產(chǎn)品主要用在發(fā)、配、輸、變、供電線路中的強(qiáng)電電能傳輸，通過(guò)的電流大(幾十安至幾千安)、電壓高(220V至500kV及以上)。
通訊電纜和光纜：傳輸電話、電報(bào)、電視、廣播、傳真、數(shù)據(jù)和其他電信信息的電纜、光纜等。
電氣裝備用電線電纜：從電力系統(tǒng)的配電點(diǎn)把電能直接傳送到各種用電設(shè)備、用具的電源連接線路用的電線電纜。如控制電纜、布電線等。
2、電線電纜的應(yīng)用
電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)采用的電線電纜產(chǎn)品主要有排擠***電線、匯流排(母線)、電力電纜 (塑料線纜、油紙力纜(基本被塑料電力電纜代替)、橡套線纜、排擠盡緣電纜)、分支電纜、電磁線以及電力設(shè)備用電氣裝備電線電纜等。
信息傳輸系統(tǒng)：用于信息傳輸系統(tǒng)的電線電纜主要有市話電纜、電視電纜、電子線纜、射頻電纜、光纜、數(shù)據(jù)電纜、電磁線、電力通訊或其他復(fù)合電纜等。
機(jī)械設(shè)備、儀器儀表系統(tǒng)：除排擠***電線外幾乎其他所有產(chǎn)品均有應(yīng)用，但主要是電力電纜、電磁線、數(shù)據(jù)電纜、儀器儀表線纜等。
3、電線電纜的基本結(jié)構(gòu)
-熱電偶-導(dǎo)體：傳導(dǎo)電流的物體，電線電纜的規(guī)格都以導(dǎo)體的截面表示。
盡緣：將盡緣材料按其耐受電壓程度的要求，以不同的厚度包復(fù)在導(dǎo)體外面而成。
保護(hù)層：保護(hù)電纜的部分
變頻電纜知識(shí)
近二十年來(lái)變頻調(diào)速電機(jī)在國(guó)內(nèi)外有很大的發(fā)展，年增長(zhǎng)率略超過(guò)10% ，而直流傳動(dòng)年增長(zhǎng)率為3-4% 。變頻電機(jī)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如設(shè)備投資用度少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，本錢(qián)低，節(jié)能，調(diào)速范圍大，具有恒功率、恒轉(zhuǎn)速的特性，使用方便，容量大等等。因此當(dāng)前在冶金、礦山、鐵路等產(chǎn)業(yè)方面廣泛地使用，最近在家用電器同樣也大量應(yīng)用。
變頻調(diào)速技術(shù)關(guān)系到變頻電機(jī)、變頻電源和連接電纜，這段電纜長(zhǎng)度并不很長(zhǎng)，截面也不很大，盡緣性能屬于電力電纜范疇，由于實(shí)際的工作頻率為30～300 Hz ，常簡(jiǎn)稱(chēng)為變頻電纜，當(dāng)前常選用交聯(lián)聚乙烯為盡緣材料。
大概三十年前，電纜研究所開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)中頻電纜，這也可稱(chēng)得上是目前變頻電纜的前身，其工作頻率為100～400 Hz ，提供電源的設(shè)備是由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)組，改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出頻率，中頻電壓的波形能維持外形規(guī)則的正弦波，當(dāng)時(shí)電纜的設(shè)計(jì)思路是降低線路阻抗和集膚效應(yīng)，采取同軸電纜和擴(kuò)大內(nèi)導(dǎo)體直徑，電纜在冶金產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用效果十分良好。
-熱電阻- 目前的變頻電源是通過(guò)可控硅元件調(diào)頻，較大程度上改變了波形特性，從而對(duì)電機(jī)和電纜帶來(lái)了新題目。
一、變頻電纜的工作特點(diǎn)
1.脈沖電壓對(duì)盡緣的影響 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(gè)主頻率的波形輪廓，它包含了很多高次諧波，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(zhǎng)，幅值越高，若電纜盡緣安全系數(shù)不高，可能被擊穿。石油開(kāi)采用3000多米長(zhǎng)的潛油泵電纜，在工頻下能長(zhǎng)期正常運(yùn)行，可是在變頻條件下，電纜才投進(jìn)運(yùn)行數(shù)小時(shí)即發(fā)生擊穿，說(shuō)明脈沖過(guò)電壓的危害性，所以預(yù)防是必要的。由于交聯(lián)盡緣電力電纜的耐壓水平較高，電纜長(zhǎng)度一般在300米以內(nèi)，多年來(lái)的運(yùn)行未發(fā)生擊穿事件，盡管如此，盡緣厚度及工藝應(yīng)加以重視，實(shí)心盡緣是可靠的，繞包盡緣是不適合的。
紅外線測(cè)溫儀- 2.電纜本體對(duì)外發(fā)射電磁波 一般變頻家用電器為單相供電，長(zhǎng)度很短，功率也較小，設(shè)計(jì)時(shí)已將變頻電源、連接電纜和變頻電機(jī)一并設(shè)置在金屬殼內(nèi)，抑制了電磁波對(duì)外發(fā)射。但是在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，電機(jī)功率較大，連接變頻電機(jī)和變頻電源之間的電纜長(zhǎng)度長(zhǎng)，在工作時(shí)電纜就是高頻電磁波向外發(fā)射的有效載體，對(duì)于四周鄰近地區(qū)的通訊工具（如無(wú)繩電話）或調(diào)幅接受器（如收音機(jī)調(diào)幅波段）將產(chǎn)生干擾，有時(shí)情況也比較嚴(yán)重，稱(chēng)之為電磁波的環(huán)境污染，國(guó)外早已對(duì)這種電纜提出要求，國(guó)內(nèi)也很重視，目前各電纜廠制訂了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，今后將會(huì)同一制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3.中性線電流的疊加 完整的三相正弦供電系統(tǒng)，當(dāng)三相電流平衡時(shí)，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得三倍。若變頻原供電對(duì)象是三個(gè)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。
硬度計(jì)- 二、變頻電纜的結(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(lái)解決上述三個(gè)題目。
1.盡緣的電氣擊穿題目 變頻電機(jī)大量應(yīng)用后，大多數(shù)情況選用一般電力電纜，如聚氯乙烯盡緣、護(hù)套電纜或交聯(lián)聚乙烯盡緣聚氯乙烯護(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)和乙丙橡膠雙層盡緣，從厚度和盡緣密實(shí)來(lái)看并不理想，油泵電纜長(zhǎng)度超過(guò)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，其盡緣性能比較脆弱，當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中受到多種惡劣因素的腐蝕后發(fā)生電、熱因子交錯(cuò)作用而導(dǎo)致盡緣擊穿。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? 這決不是老化題目，基本上可回結(jié)于高頻脈沖電壓的影響。一般陸用情況下，采用聚氯乙烯盡緣并不理想，由于其介質(zhì)損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯盡緣較為滿足，它兼有機(jī)、電、熱等優(yōu)良性能。電纜盡緣厚度可采用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)境污染題目 固然目前沒(méi)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，首先是改善盡緣線芯的排列，假如電纜的四個(gè)芯直接成纜，是不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，假如將第四芯分解為三個(gè)截面較小的盡緣芯，把三大三小線芯對(duì)稱(chēng)成纜,二種情況相比較，對(duì)稱(chēng)型比較有利。第二應(yīng)以為更重要的是加強(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、屏蔽效應(yīng)不是最理想。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。
3.屏蔽層接地措施 屏蔽層接地良好是抑制電磁波對(duì)外發(fā)射的必要條件，銅線編織屏蔽的接地方式較輕易解決，而縱包銅帶軋紋屏蔽需用專(zhuān)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。
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，固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。
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 標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì) 3.6/6 kV 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(duì)電纜進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)（型式試驗(yàn)）是體現(xiàn)電纜盡緣水平。試驗(yàn)可參考IEC 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。
三、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)一步進(jìn)步電流容量技術(shù)發(fā)展受到限制。但另一方面進(jìn)步變頻電源輸出電壓相對(duì)比較輕易，進(jìn)步電壓后,中壓變頻電機(jī)功率可大幅度增加，此時(shí)電纜的電壓等級(jí)也必須跟上。目前3.6/6 ～ 6/10 kV中壓變頻電纜已有投進(jìn)使用，從盡緣結(jié)構(gòu)和電氣、機(jī)械、物理性能上說(shuō)，可以與電力電纜等同，交聯(lián)聚乙烯顯然是首選盡緣材料，假如在敷設(shè)時(shí)要求柔軟，采用乙丙橡膠盡緣也有一定的優(yōu)點(diǎn)。由于工作電壓的進(jìn)步，高頻電磁波的發(fā)射能力明顯增強(qiáng)，所以屏蔽結(jié)構(gòu)要求更完善。在變頻電纜工作條件下，同軸電纜是一種合適的結(jié)構(gòu)，所以變頻電纜的三個(gè)主線芯采用同軸結(jié)構(gòu)，總屏蔽的結(jié)構(gòu)與低壓變頻電纜相同。四、結(jié)束語(yǔ)變頻電機(jī)用交聯(lián)聚乙烯盡緣電纜是一種新的系列產(chǎn)品，目前還不能說(shuō)很成熟，技術(shù)上比較輕易解決。盡管市場(chǎng)的總需求量并不很大，但這種電纜的發(fā)展很有前途，中型及以上的變頻電機(jī)應(yīng)當(dāng)采用這類(lèi)專(zhuān)用電纜，至于小型變頻電機(jī)用變頻電纜，回進(jìn)此范疇也未嘗不可，當(dāng)前對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也可提上日程。
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