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)備投資費(fèi)用少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，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

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)備投資費(fèi)用少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，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、鐵路等工業(yè)方面廣泛地使用，很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，絕緣性能屬于電力電纜范疇，因?yàn)閷?shí)際的工作頻率為30～300 Hz ，常簡(jiǎn)稱為變頻電纜，當(dāng)前常選用交聯(lián)聚乙烯為絕緣材料。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形狀規(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，電纜在冶金工業(yè)上應(yīng)用效果十分良好。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)了新問(wèn)題。

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)問(wèn)題。

1.絕緣的電氣擊穿問(wèn)題 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，如聚氯乙烯絕緣、護(hù)套電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(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)和乙丙橡膠雙層絕緣，從厚度和絕緣密實(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，其絕緣性能比較脆弱，當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中受到多種惡劣因素的侵蝕后發(fā)生電、熱因子交錯(cuò)作用而導(dǎo)致絕緣擊穿。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? 這決不是老化問(wèn)題，基本上可歸結(jié)于高頻脈沖電壓的影響。一般陸用情況下，采用聚氯乙烯絕緣并不理想，因?yàn)槠浣橘|(zhì)損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯絕緣較為滿意，它兼有機(jī)、電、熱等優(yōu)良性能。電纜絕緣厚度可采用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)境污染問(wèn)題 雖然目前沒(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，首先是改善絕緣線芯的排列，假如電纜的四個(gè)芯直接成纜，是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，如果將第四芯分解為三個(gè)截面較小的絕緣芯，把三大三小線芯對(duì)稱成纜，二種情況相比較，對(duì)稱型比較有利。第二應(yīng)認(rèn)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)不是很理想。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(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，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。

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(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。

變頻電機(jī)用交聯(lián)聚乙烯絕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)上比較容易解決。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)采用這類專用電纜，至于小型變頻電機(jī)用變頻電纜，歸入此范疇也未嘗不可，當(dāng)前對(duì)這類產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也可提上日程。

我國(guó)電力的普及程度已經(jīng)非常高了，各行各業(yè)的生產(chǎn)制造都離不開(kāi)電力，電力就離不開(kāi)電纜，那么電纜的使用壽命就直接影響生產(chǎn)的，電力電纜的使用壽命是由護(hù)套材料的氧化誘導(dǎo)期決定的，一般電纜設(shè)計(jì)使用20年，實(shí)際壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dǎo)敏絕緣降低的兇素很多，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)行分析來(lái)看，尤其是在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中的今天，現(xiàn)在相當(dāng)多的電纜故障都是由于機(jī)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(jiàn)，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(huì)使接頭進(jìn)水或混入水蒸氣，時(shí)間久了在電場(chǎng)作用下形成水樹(shù)枝，逐漸損害電纜的絕緣強(qiáng)度而造成故障。

3)電纜老化原因:化學(xué)腐蝕。電纜直接埋在有酸堿作用的地區(qū)，往往會(huì)造成電纜的鎧裝、鉛皮或外護(hù)層被腐蝕，保護(hù)層因長(zhǎng)期遭受化學(xué)腐蝕或電解腐蝕，致使保護(hù)層失效，絕緣降低，也會(huì)導(dǎo)致電纜故障?；?jiǎn)挝坏碾娎|腐蝕情況就相當(dāng)嚴(yán)重

4)電纜老化原因:長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。超負(fù)荷運(yùn)行，由于電流的熱效應(yīng)，負(fù)載電流通過(guò)電纜時(shí)必然導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱，同時(shí)電荷的集膚效應(yīng)以及鋼鎧的渦流損耗、絕緣介質(zhì)損耗也會(huì)產(chǎn)乍附加熱量，從而使電纜溫度升高。長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，過(guò)高的溫度會(huì)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(dǎo)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(guò)失(施工不良)引發(fā)的電纜接頭故障時(shí)常發(fā)生。施工人員在制作電纜接頭過(guò)程中，如果有接頭壓接不緊、加熱不充分等原網(wǎng)，都會(huì)導(dǎo)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(huì)造成電纜溫度過(guò)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(zāi)害等其他原因。