用於變頻驅動系統的中壓電源電纜的製作方法
2023-05-02 08:27:16
用於變頻驅動系統的中壓電源電纜的製作方法
【專利摘要】用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，包括多相的動力傳輸線芯，每一相的動力傳輸線芯由內到外依次包括導體、絕緣層、分相金屬屏蔽層和分相電氣隔離層，所述分相金屬屏蔽層由絕緣層外疏繞的銅絲層和重疊繞包在所述銅絲層外的銅帶層組合而成；多相的動力傳輸線芯空隙間設有填充層形成成纜，在所述成纜外由內到外依次設有包帶層、金屬總屏蔽層和外護層。該電纜功耗低、電氣絕緣性能和電磁兼容性能好，適合應用在大功率變頻驅動系統和電磁複雜的場合。
【專利說明】用於變頻驅動系統的中壓電源電纜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電源電纜，特別是一種用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，尤其適於應用在大功率變頻驅動系統和電磁複雜的場合。
【背景技術】
[0002]隨著現代電力電子技術的發展，近年來，工業中大多採用變頻調速技術，來提高工業電機系統的工作效率，從而達到有效節約電能的目的，現代變頻技術己成為集高頻、高壓和大電流於一身的交流電氣傳動技術，交流傳動與控制技術已是目前發展最為迅速的技術之一，在變頻過程中必須用到變頻電纜來連接，而此種電纜又通常用於控制櫃中變頻器與變頻電機、變頻電源之間，一般敷設於工礦企業廠房內部，因變頻器產生諧波對外界存在幹擾，而廠房內部和連接電纜處往往會有很多設備和精密儀器，變頻器的使用對電路造成不可忽視的汙染，使變頻器與變頻電機間的電力傳輸品質下降，這些使用環境都需要電纜的結構做出必要的改進和調整，以適應在中壓變頻系統中作為動力傳輸電纜或連接電纜和中壓變壓器配套使用的電纜的特性的要求。
[0003]但目前，變頻系統用中壓電源電纜的工藝結構仍然普遍採用銅芯導體、三層共擠絕緣、屏蔽、外護套的三芯結構，電纜產生的高次諧波及脈衝電壓大，電磁幹擾大，系統的EMC水平低，電纜使用壽命短。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提供一種用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其具備優異的電磁兼容性能和高品質供電的功能。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供一種用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，包括多相的動力傳輸線芯，每一相的動力傳輸線芯由內到外依次包括導體、絕緣層、分相金屬屏蔽層和分相電氣隔離層，所述分相金屬屏蔽層由絕緣層外疏繞的銅絲層和重疊繞包在所述銅絲層外的銅帶層組合而成；多相的動力傳輸線芯空隙間設有填充層形成成纜，在所述成纜外由內到外依次設有包帶層9、金屬總屏蔽層11和外護層12。
[0006]進一步，所述絕緣層由半導電內屏蔽層2、三元乙丙橡絕緣層3及半導電外屏蔽層4三層共擠而成。
[0007]進一步，所述的分相電氣隔離層為在分相金屬屏蔽層外擠包聚乙烯而成的PE電氣隔尚層7。
[0008]進一步，所述的成纜外繞包非吸溼性無紡布繞包帶構成包帶層9
[0009]進一步，所述的包帶層9和金屬總屏蔽層11之間設有由PVC塑料擠制的內護層10。
[0010]進一步，所述的金屬總屏蔽層11由銅帶重疊繞包構成。
[0011]進一步，所述的外護層12為在金屬總屏蔽層11外擠包的PVC護層。
[0012]進一步，所述的中壓電源電纜包括三相的動力傳輸線芯。
[0013]進一步，所述的導體為多根軟銅絲束同向絞合構成的軟銅絞合導體，其導體結構介於第2種和第5種導體之間。
[0014]本實用新型的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜能夠兼具低傳輸阻抗、低絕緣損耗、高抗電磁幹擾性、高電磁耦合平衡性。而且本實用新型的中壓電源電纜的電能傳輸品質高，尤其適用在大功率變頻驅動系統和電磁複雜的場合，其具有柔軟易敷設、壽命長、經濟環保的特點，還能有效降低電機噪聲，提升電機轉速，增加敷設長度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜的整體結構示意圖。
[0016]圖中:1-多股絞合軟銅導體、2-半導電內屏蔽層、3-三元乙丙絕緣層、4-半導電外屏蔽層、5-銅絲疏繞層、6-銅帶繞包層、7-電氣隔離層、8-填充、9-包帶層、10-內護層、11-總屏蔽層、12-外護層。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步描述，以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。
[0018]如圖1所示，本實用新型提供一種用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，包括三相動力傳輸線芯，每一相動力傳輸線芯由內到外依次包括導體、絕緣層、分相金屬屏蔽層和分相電氣隔離層，導體1為多根軟銅絲束分層向絞合構成的軟銅絞合導體，其導體結構介於第2種導體和第5種導體之間。本實用新型的第2種導體是指GB/T3956— 2008《電纜的導體》中所述的第2種導體，本實用新型的第5種導體是指GB/T3956— 2008《電纜的導體》中所述的第5種導體。導體外擠制三元乙丙橡膠絕緣或10kV級XLPE絕緣等電性能優異的材料形成絕緣層，可根據電纜敷設環境確定絕緣層的材料，以保證電纜有優異的電氣絕緣性能，同時具有卓越的抗臭氧、耐天候耐老化性能及優秀的衝擊彈性。導體外的屏蔽可根據導體結構在絕緣層內、外繞包一或兩層半導電布帶形成半導電內屏蔽層和半導電外屏蔽層，構成絕緣的動力傳輸線芯。優選的，絕緣層由半導電內屏蔽層、三元乙丙橡絕緣層及半導電外屏蔽層三層共擠而成。
[0019]所述分相金屬屏蔽層採用在絕緣層外同心疏繞的銅絲層和重疊繞包在所述銅絲層外的銅帶層組合而成，絕緣的的動力傳輸線芯外採用銅絲疏繞+銅帶重疊繞包結構的好處是使分相金屬屏蔽層與三相主線芯形成同軸結構，此結構使得電纜有更好的電磁相容性，可抗電磁感應、接地不良和電源線傳導幹擾，防止感應電動勢過大。也就是說，該分相金屬屏蔽層既起到抑制電磁波對外發射的作用，又可作為短路電流的通道，還起到中性線芯過載保護的作用。在分相金屬屏蔽層外擠包聚乙烯材料作為分相屏蔽隔離層，可將三相主線芯外金屬屏蔽層絕緣隔離，使其互不幹擾。多相的動力傳輸線芯空隙間設有填充層形成成纜，在所述成纜外由內到外依次包括採用非吸溼性帶材繞包的包帶層9、擠包PVC材料而成的內護層10、金屬總屏蔽層11和外護層12。具體地說，纜芯外的內護套10對纜芯起到保護作用，內護套外採用銅帶重疊繞包形成金屬總屏蔽層11，金屬總屏蔽層11外擠包PVC或其它具有環保及特殊性能的材料作為外護層12，以保護纜芯不受外力或機械傷害。
[0020]將採用分層同向多股絞合的介於第2種和第5種導體之間的軟銅導體應用在大功率變頻驅動系統用中壓電源電纜上，在滿足電纜敷設要求柔軟的同時，導體實際通流表面積得到了適當的提升，並且減小了阻抗，降低了導線的損耗功率，因此，本實用新型將變頻驅動系統用電纜的電壓等級提高至8.7/15」，可滿足中、高壓大容量變頻系統電源供電需求。此外，同心導體疏繞+銅帶繞包的分相金屬屏蔽方式使電纜地線與主線成為同軸結構，且三相對稱，達到均化電場和各相均衡的作用，有效的解決了脈衝電壓對電纜的影響，同時分相金屬屏蔽層外設置的電氣隔離層可有效的將各相隔離開來，使其互不幹擾。本電纜具有較低功率損耗、較低的屏蔽層傳輸阻和屏蔽抑制係數，優良的電氣絕緣性能和電磁兼容性能，適合應用在大功率變頻驅動系統和電磁複雜的場合，特別適用於交流額定電壓8.7/15」及以下，用於頻率控制傳動或大功率變頻驅動系統中作電源供電電纜或連接電纜，可用於石油、冶金、發電、鐵路、礦山、造紙、鋼鐵、金屬加工和食品加工等工業方面，該類電纜。
[0021]下面說明本實用新型的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜的製造過程。
[0022]如圖1所示:先將電性能優異的優質無氧銅杆拉絲退火製成軟銅絲，多根軟銅絲經過分層同向絞合製成多股絞合軟銅導體1，多股絞合軟銅導體1的結構介於部/13956—2008《電纜的導體》中所述的第2種和第5種導體之間。在多股絞合軟銅導體1外由半導電內屏蔽層2、三元乙丙橡絕緣層3及半導電外屏蔽層4三層共擠作為絕緣層；三元乙丙橡絕緣層3可由三元乙丙橡膠絕緣或10」級絕緣等電性能優異的材料擠制而成，可根據電纜敷設環境確定絕緣材料，導體外可根據導體結構繞包半導電布帶構成半導電內屏蔽層2和半導電外屏蔽層4。然後在絕緣層外疏繞銅絲、疏繞銅絲外重疊繞包銅帶形成銅絲疏繞層5、銅帶繞包層6作為分相金屬屏蔽層；同心導體疏繞+銅帶繞包的分相金屬屏蔽方式使電纜地線與主線成為同軸結構，三相對稱，達到均化電場和各相均衡的作用。之後再擠包聚乙烯構成？2電氣隔離層7構成動力傳輸線芯。在三相的動力傳輸線芯成纜時，動力傳輸線芯的空隙間將扇形發泡填充條填充緊實構成？？發泡填充層8形成成纜；並成纜外重疊繞包非吸溼性無紡布繞包帶紮緊構成包帶層9 ；在包帶層9外進行塑料擠制內護套構成內護層10，對成纜起到保護作用；於內護層10外重疊繞包銅帶作為金屬總屏蔽層11，金屬總屏蔽層11使得電纜具有良好的抗電磁幹擾效果；最後根據電纜敷設環境在金屬總屏蔽層11外擠包作為外護套12，可使電纜避免機械損傷，並具有阻燃效果。
[0023]應該理解到的是，以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本實用新型技術方案的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，包括多相的動力傳輸線芯，其特徵在於:每一相的動力傳輸線芯由內到外依次包括導體、絕緣層、分相金屬屏蔽層和分相電氣隔離層，所述分相金屬屏蔽層由絕緣層外疏繞的銅絲層和重疊繞包在所述銅絲層外的銅帶層組合而成；多相的動力傳輸線芯空隙間設有填充層形成成纜，在所述成纜外由內到外依次設有包帶層(9)、金屬總屏蔽層(11)和外護層(12)。
2.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述絕緣層由半導電內屏蔽層(2)、三元乙丙橡絕緣層(3)及半導電外屏蔽層(4)三層共擠而成。
3.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的分相電氣隔離層為在分相金屬屏蔽層外擠包聚乙烯而成的PE電氣隔離層(7)。
4.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的成纜外繞包非吸溼性無紡布繞包帶構成包帶層(9)
5.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的包帶層(9)和金屬總屏蔽層(11)之間設有由PVC塑料擠制的內護層(10)。
6.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的金屬總屏蔽層(11)由銅帶重疊繞包構成。
7.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的外護層(12)為在金屬總屏蔽層(11)外擠包的PVC護層。
8.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的變頻驅動系統的中壓電源電纜包括三相的動力傳輸線芯。
9.根據權利要求1所述的用於變頻驅動系統的中壓電源電纜，其特徵在於:所述的導體為多根軟銅絲束同向絞合構成的軟銅絞合導體。
【文檔編號】H01B9/02GK204102624SQ201420361395
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】葛方森, 崔海洋, 呂發忠, 王業山, 田鳴 申請人:安徽太平洋電纜股份有限公司