用于变频驱动系统的中压电源电缆的制作方法
【专利摘要】用于变频驱动系统的中压电源电缆，包括多相的动力传输线芯，每一相的动力传输线芯由内到外依次包括导体、绝缘层、分相金属屏蔽层和分相电气隔离层，所述分相金属屏蔽层由绝缘层外疏绕的铜丝层和重叠绕包在所述铜丝层外的铜带层组合而成；多相的动力传输线芯空隙间设有填充层形成成缆，在所述成缆外由内到外依次设有包带层、金属总屏蔽层和外护层。该电缆功耗低、电气绝缘性能和电磁兼容性能好，适合应用在大功率变频驱动系统和电磁复杂的场合。
【专利说明】用于变频驱动系统的中压电源电缆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源电缆，特别是一种用于变频驱动系统的中压电源电缆，尤其适于应用在大功率变频驱动系统和电磁复杂的场合。
【背景技术】
[0002]随着现代电力电子技术的发展，近年来，工业中大多采用变频调速技术，来提高工业电机系统的工作效率，从而达到有效节约电能的目的，现代变频技术己成为集高频、高压和大电流于一身的交流电气传动技术，交流传动与控制技术已是目前发展最为迅速的技术之一，在变频过程中必须用到变频电缆来连接，而此种电缆又通常用于控制柜中变频器与变频电机、变频电源之间，一般敷设于工矿企业厂房内部，因变频器产生谐波对外界存在干扰，而厂房内部和连接电缆处往往会有很多设备和精密仪器，变频器的使用对电路造成不可忽视的污染，使变频器与变频电机间的电力传输品质下降，这些使用环境都需要电缆的结构做出必要的改进和调整，以适应在中压变频系统中作为动力传输电缆或连接电缆和中压变压器配套使用的电缆的特性的要求。
[0003]但目前，变频系统用中压电源电缆的工艺结构仍然普遍采用铜芯导体、三层共挤绝缘、屏蔽、外护套的三芯结构，电缆产生的高次谐波及脉冲电压大，电磁干扰大，系统的EMC水平低，电缆使用寿命短。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于变频驱动系统的中压电源电缆，其具备优异的电磁兼容性能和高品质供电的功能。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种用于变频驱动系统的中压电源电缆，包括多相的动力传输线芯，每一相的动力传输线芯由内到外依次包括导体、绝缘层、分相金属屏蔽层和分相电气隔离层，所述分相金属屏蔽层由绝缘层外疏绕的铜丝层和重叠绕包在所述铜丝层外的铜带层组合而成；多相的动力传输线芯空隙间设有填充层形成成缆，在所述成缆外由内到外依次设有包带层9、金属总屏蔽层11和外护层12。
[0006]进一步，所述绝缘层由半导电内屏蔽层2、三元乙丙橡绝缘层3及半导电外屏蔽层4三层共挤而成。
[0007]进一步，所述的分相电气隔离层为在分相金属屏蔽层外挤包聚乙烯而成的PE电气隔尚层7。
[0008]进一步，所述的成缆外绕包非吸湿性无纺布绕包带构成包带层9
[0009]进一步，所述的包带层9和金属总屏蔽层11之间设有由PVC塑料挤制的内护层10。
[0010]进一步，所述的金属总屏蔽层11由铜带重叠绕包构成。
[0011]进一步，所述的外护层12为在金属总屏蔽层11外挤包的PVC护层。
[0012]进一步，所述的中压电源电缆包括三相的动力传输线芯。
[0013]进一步，所述的导体为多根软铜丝束同向绞合构成的软铜绞合导体，其导体结构介于第2种和第5种导体之间。
[0014]本实用新型的用于变频驱动系统的中压电源电缆能够兼具低传输阻抗、低绝缘损耗、高抗电磁干扰性、高电磁耦合平衡性。而且本实用新型的中压电源电缆的电能传输品质高，尤其适用在大功率变频驱动系统和电磁复杂的场合，其具有柔软易敷设、寿命长、经济环保的特点，还能有效降低电机噪声，提升电机转速，增加敷设长度。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的用于变频驱动系统的中压电源电缆的整体结构示意图。
[0016]图中:1-多股绞合软铜导体、2-半导电内屏蔽层、3-三元乙丙绝缘层、4-半导电外屏蔽层、5-铜丝疏绕层、6-铜带绕包层、7-电气隔离层、8-填充、9-包带层、10-内护层、11-总屏蔽层、12-外护层。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0018]如图1所示，本实用新型提供一种用于变频驱动系统的中压电源电缆，包括三相动力传输线芯，每一相动力传输线芯由内到外依次包括导体、绝缘层、分相金属屏蔽层和分相电气隔离层，导体1为多根软铜丝束分层向绞合构成的软铜绞合导体，其导体结构介于第2种导体和第5种导体之间。本实用新型的第2种导体是指GB/T3956— 2008《电缆的导体》中所述的第2种导体，本实用新型的第5种导体是指GB/T3956— 2008《电缆的导体》中所述的第5种导体。导体外挤制三元乙丙橡胶绝缘或10kV级XLPE绝缘等电性能优异的材料形成绝缘层，可根据电缆敷设环境确定绝缘层的材料，以保证电缆有优异的电气绝缘性能，同时具有卓越的抗臭氧、耐天候耐老化性能及优秀的冲击弹性。导体外的屏蔽可根据导体结构在绝缘层内、外绕包一或两层半导电布带形成半导电内屏蔽层和半导电外屏蔽层，构成绝缘的动力传输线芯。优选的，绝缘层由半导电内屏蔽层、三元乙丙橡绝缘层及半导电外屏蔽层三层共挤而成。
[0019]所述分相金属屏蔽层采用在绝缘层外同心疏绕的铜丝层和重叠绕包在所述铜丝层外的铜带层组合而成，绝缘的的动力传输线芯外采用铜丝疏绕+铜带重叠绕包结构的好处是使分相金属屏蔽层与三相主线芯形成同轴结构，此结构使得电缆有更好的电磁相容性，可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰，防止感应电动势过大。也就是说，该分相金属屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，还起到中性线芯过载保护的作用。在分相金属屏蔽层外挤包聚乙烯材料作为分相屏蔽隔离层，可将三相主线芯外金属屏蔽层绝缘隔离，使其互不干扰。多相的动力传输线芯空隙间设有填充层形成成缆，在所述成缆外由内到外依次包括采用非吸湿性带材绕包的包带层9、挤包PVC材料而成的内护层10、金属总屏蔽层11和外护层12。具体地说，缆芯外的内护套10对缆芯起到保护作用，内护套外采用铜带重叠绕包形成金属总屏蔽层11，金属总屏蔽层11外挤包PVC或其它具有环保及特殊性能的材料作为外护层12，以保护缆芯不受外力或机械伤害。
[0020]将采用分层同向多股绞合的介于第2种和第5种导体之间的软铜导体应用在大功率变频驱动系统用中压电源电缆上，在满足电缆敷设要求柔软的同时，导体实际通流表面积得到了适当的提升，并且减小了阻抗，降低了导线的损耗功率，因此，本实用新型将变频驱动系统用电缆的电压等级提高至8.7/15”，可满足中、高压大容量变频系统电源供电需求。此外，同心导体疏绕+铜带绕包的分相金属屏蔽方式使电缆地线与主线成为同轴结构，且三相对称，达到均化电场和各相均衡的作用，有效的解决了脉冲电压对电缆的影响，同时分相金属屏蔽层外设置的电气隔离层可有效的将各相隔离开来，使其互不干扰。本电缆具有较低功率损耗、较低的屏蔽层传输阻和屏蔽抑制系数，优良的电气绝缘性能和电磁兼容性能，适合应用在大功率变频驱动系统和电磁复杂的场合，特别适用于交流额定电压8.7/15”及以下，用于频率控制传动或大功率变频驱动系统中作电源供电电缆或连接电缆，可用于石油、冶金、发电、铁路、矿山、造纸、钢铁、金属加工和食品加工等工业方面，该类电缆。
[0021]下面说明本实用新型的用于变频驱动系统的中压电源电缆的制造过程。
[0022]如图1所示:先将电性能优异的优质无氧铜杆拉丝退火制成软铜丝，多根软铜丝经过分层同向绞合制成多股绞合软铜导体1，多股绞合软铜导体1的结构介于部/13956—2008《电缆的导体》中所述的第2种和第5种导体之间。在多股绞合软铜导体1外由半导电内屏蔽层2、三元乙丙橡绝缘层3及半导电外屏蔽层4三层共挤作为绝缘层；三元乙丙橡绝缘层3可由三元乙丙橡胶绝缘或10”级绝缘等电性能优异的材料挤制而成，可根据电缆敷设环境确定绝缘材料，导体外可根据导体结构绕包半导电布带构成半导电内屏蔽层2和半导电外屏蔽层4。然后在绝缘层外疏绕铜丝、疏绕铜丝外重叠绕包铜带形成铜丝疏绕层5、铜带绕包层6作为分相金属屏蔽层；同心导体疏绕+铜带绕包的分相金属屏蔽方式使电缆地线与主线成为同轴结构，三相对称，达到均化电场和各相均衡的作用。之后再挤包聚乙烯构成？2电气隔离层7构成动力传输线芯。在三相的动力传输线芯成缆时，动力传输线芯的空隙间将扇形发泡填充条填充紧实构成？？发泡填充层8形成成缆；并成缆外重叠绕包非吸湿性无纺布绕包带扎紧构成包带层9 ；在包带层9外进行塑料挤制内护套构成内护层10，对成缆起到保护作用；于内护层10外重叠绕包铜带作为金属总屏蔽层11，金属总屏蔽层11使得电缆具有良好的抗电磁干扰效果；最后根据电缆敷设环境在金属总屏蔽层11外挤包作为外护套12，可使电缆避免机械损伤，并具有阻燃效果。
[0023]应该理解到的是，以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于变频驱动系统的中压电源电缆，包括多相的动力传输线芯，其特征在于:每一相的动力传输线芯由内到外依次包括导体、绝缘层、分相金属屏蔽层和分相电气隔离层，所述分相金属屏蔽层由绝缘层外疏绕的铜丝层和重叠绕包在所述铜丝层外的铜带层组合而成；多相的动力传输线芯空隙间设有填充层形成成缆，在所述成缆外由内到外依次设有包带层(9)、金属总屏蔽层(11)和外护层(12)。
2.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述绝缘层由半导电内屏蔽层(2)、三元乙丙橡绝缘层(3)及半导电外屏蔽层(4)三层共挤而成。
3.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的分相电气隔离层为在分相金属屏蔽层外挤包聚乙烯而成的PE电气隔离层(7)。
4.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的成缆外绕包非吸湿性无纺布绕包带构成包带层(9)
5.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的包带层(9)和金属总屏蔽层(11)之间设有由PVC塑料挤制的内护层(10)。
6.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的金属总屏蔽层(11)由铜带重叠绕包构成。
7.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的外护层(12)为在金属总屏蔽层(11)外挤包的PVC护层。
8.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的变频驱动系统的中压电源电缆包括三相的动力传输线芯。
9.根据权利要求1所述的用于变频驱动系统的中压电源电缆，其特征在于:所述的导体为多根软铜丝束同向绞合构成的软铜绞合导体。
【文档编号】H01B9/02GK204102624SQ201420361395
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】葛方森, 崔海洋, 吕发忠, 王业山, 田鸣 申请人:安徽太平洋电缆股份有限公司