大功率變頻驅動系統用電纜

《大功率變頻驅動系統用電纜》是寶勝科技創新股份有限公司於2005年5月13日申請的專利，該專利的申請號為2005200715744，公告號為CN2805029，公告日為2006年8月9日，發明人是呂發忠、周建、房權生、龐玉春，該發明屬於電纜技術領域。

電纜設有在導體上擠包導體禁止層、絕緣層、絕緣禁止層和繞包銅帶金屬禁止層的主線芯以及導體上設有絕緣層的接地線芯，在主線芯和接地線芯隔離對稱分布成纜的纜芯上繞包有良好阻水性能的PBT聚酯帶隔離層，在隔離層上設有無鹵聚烯烴內護層，在外護套與隔離層之間設有擠包金屬禁止層。《大功率變頻驅動系統用電纜》結構合理簡單、緊湊、圓整，生產製造容易，成本低。使用性能好，用電安全性高。可廣泛套用於各種變頻器及變頻調速裝置接線用電纜。具有抗電磁干擾、低介電損耗、低電容、使用功率大、耐電熱老化、使用壽命長、彎曲性能好等特點。

2007年，《大功率變頻驅動系統用電纜》獲得第五屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

（概述圖為《大功率變頻驅動系統用電纜》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：大功率變頻驅動系統用電纜
• 公告號：CN2805029
• 公告日：2006年8月9日
• 申請號：2005200715744
• 申請日：2005年5月13日
• 專利權人：寶勝科技創新股份有限公司
• 地址：江蘇省寶應縣城蘇中路1號
• 發明人：呂發忠、周建、房權生、龐玉春
• 分類號：H01B7/02（2006.01）、H01B7/17（2006.01）
• 代理機構：揚州蘇中專利事務所
• 類別：實用新型專利
• 代理人：胡定華

專利背景

截至2005年5月，中國能源生產和消費僅次於美國，位列世界第二，但國民生產總值卻排在第八位左右，其中最重要的原因之一就是單位產值能耗太大。中國工業消耗的能源超過能源總量的三分之二，國有企業能源使用占大頭。由於生產技術的落後，一般均採用恆速驅動的設備，每年造成大量能源浪費。在此類負載中，80％左右容量由大中型電機拖動。因此，研究大中容量電機調速節能技術對於中國工業降低單產能耗具有重要意義。此外，在軋鋼、造紙、水泥製造、礦井提升、輪船推進器等傳統工業改造和高速列車等現代交通工具中也需要使用大容量電機調速系統，以提高系統性能和生產效率。對國有企業能源使用的研究表明，如果將中國過時的設備和工藝立即用當今世界最先進的技術來代替，將能源效率提高到新的水平，中國具備在能耗總量上節省40～50％能耗的技術潛力。

交流變頻調速技術是現代電力傳動技術的重要發展方向，近十年來（截至2005年5月），變頻技術的套用在中國有很大的發展，並取得了良好的效果。可以說，變頻技術已為大多數用戶所接受。

作為實現交流到直流，再由直流到交流的變頻器專用電纜，與供電系統用電力傳輸電纜相比，要求其具備低傳輸阻抗、低絕緣損耗、高抗電磁干擾性、高電磁耦合平衡性與環保性能於一身，對於供電系統用電力傳輸電纜，能具備上述一、兩項已屬不易，但變頻器的多功能化和電子技術的高新化對變頻器專用電纜提出了上述的多項高的性能要求。

2005年5月前已有的由導體、絕緣、護套等構成的普通電力電纜，不能適應各種變頻器套用，障礙了變頻技術的推廣套用。2005年5月前，中國在用的交流電動機使用變頻調速運行的僅6％左右，而工業已開發國家已達60％～70％；而隨著中國改革開放的深入，中國國外的各種變頻器大量湧入中國國內市場，由於其明顯的性能優勢，有力的激發了中國國內市場的活力。而與之配套使用的專用電纜，尚完全依賴於進口。

發明內容

專利目的

《大功率變頻驅動系統用電纜》的目的是為適應交流變頻調速技術發展的需要，研製開發一種抗電磁干擾、低介電損耗、低電容、使用功率大、耐電熱老化、壽命長的大功率變頻驅動系統用電纜。

技術方案

《大功率變頻驅動系統用電纜》包括導體、絕緣、護套，其特徵是電纜設有在導體上擠包導體禁止層、絕緣層、絕緣禁止層和繞包銅帶金屬禁止層的主線芯以及導體上設有絕緣層的接地線芯，在主線芯和接地線芯隔離對稱分布成纜的纜芯上繞包有良好阻水性能的PBT聚酯帶隔離層，在隔離層上設有無鹵聚烯烴內護層，在外護套與隔離層之間設有擠包金屬禁止層。

所述的絕緣層為高電性能、低介電常數、低損耗的XLPE材料。主線芯和接地線芯為三根主線芯和三根接地線芯。導體禁止層為中、高壓電纜專用半導電禁止料。擠包金屬禁止層為彎曲性能、禁止效果、抗壓強度均優的皺紋銅管。

改善效果

《大功率變頻驅動系統用電纜》結構合理簡單、緊湊、圓整，生產製造容易，成本低。使用性能好，用電安全性高。具有抗電磁干擾、低介電損耗、低電容、使用功率大、耐電熱老化、使用壽命長等特點。

採用三根主線芯和三根接地線芯隔離對稱分布成纜的“三加三”的結構設計，每相線均採用單獨接地方式，保證接地的可靠性，消除漏電流引起的噪聲，提高三相交流電的平衡性，同時可實現電纜的靜電禁止。

主線芯的導體上的導體禁止層、絕緣層、絕緣禁止層，採用三層共擠，一次完成擠包，可以提高絕緣體的綜合性能，保證電纜的電壓降和相間干擾優越性。

在外護套與內護層之間採用皺紋銅管式禁止、鎧裝層設計，改變了2005年5月前已有電力電纜禁止與裝鎧的分層設定，現禁止與鎧裝的統一，使電纜結構緊湊、成本下降。充分利用銅材良好的導電性與良好的塑性，提高電纜的抗壓強度和彎曲性能，無縫隙、無接頭的管式禁止鎧裝層，使保護電磁場成筒形閉環分布，延長了電源變頻的倍增時電機的轉換器間的轉換時間，提高電纜的禁止效果，既可防止外界對電纜的干擾，也可防止電纜對其它電子設備的干擾。

隔離層採用具有良好耐熱非吸濕性和抗張強度的PBT聚酯帶繞包，保證禁止層與線芯的耐電壓衝擊性。能夠經受反射導致的巨大脈衝電壓峰值(2～3X)。

外護層採用綠色安全無鹵材料，具有耐油、防水、耐環境浸損，保證電纜在各種惡劣環境的性能穩定性。

該電纜的結構設計，使電纜實現耐高壓、耐高頻、耐脈衝電壓、耐電暈以及可有效抑制高頻干擾等良好的電氣性能，同時具備低煙無鹵、阻燃、耐油、耐濕、耐磨、耐壓、耐高低溫等優良的物理機械性能，滿足2005年5月前已有的變頻器及變頻調速技術發展所需要用的電纜。

附圖說明

圖1為《大功率變頻驅動系統用電纜》的結構示意圖；

圖中：1導體、2絕緣層、3填充、4導體禁止層、5絕緣禁止層、6隔離層、7內護層、8禁止鎧裝層、9外護套、10金屬禁止層。

圖1

權利要求

1、《大功率變頻驅動系統用電纜》包括導體、絕緣、護套，其特徵是電纜設有在導體上擠包導體禁止層、絕緣層、絕緣禁止層和繞包銅帶金屬禁止層的主線芯以及導體上設有絕緣層的接地線芯，在主線芯和接地線芯隔離對稱分布成纜的纜芯上繞包有良好阻水性能的PBT聚酯帶隔離層，在隔離層上設有無鹵聚烯烴內護層，在外護套與隔離層之間設有金屬禁止層。

2、根據權利要求1所述的大功率變頻驅動系統用電纜，其特徵是所述的絕緣層為高電性能、低介電常數、低損耗的XLPE材料。

3、根據權利要求1所述的大功率變頻驅動系統用電纜，其特徵是所述的主線芯和接地線芯為對稱式“三加三”結構的三根主線芯和三根接地線芯。

4、根據權利要求1所述的大功率變頻驅動系統用電纜，其特徵是所述的導體禁止層為中、高壓電纜專用半導電禁止料。

5、根據權利要求1所述的大功率變頻驅動系統用電纜，其特徵是所述的金屬禁止層為彎曲性能、禁止效果、抗壓強度均優的氬弧焊皺紋銅管。

實施方式

採用符合中、高壓電纜相關標準規定的銅導體1，在導體上擠包導體禁止層4、絕緣層2、絕緣禁止層5。採用三層共擠工藝，一次完成導體禁止層4、絕緣層2、絕緣禁止層5的擠包，可以提高絕緣體的綜合性能，保證電纜的電壓降和相間干擾優越性。在絕緣禁止層5上繞包銅帶金屬禁止層10構成主線芯。在導體1上僅擠包絕緣層2構成接地線芯。主線芯和接地線芯以“三加三”結構成纜，每相線均採用單獨接地方式，主線芯和接地線芯採用隔離式對稱分布，採用絕緣聚丙烯(PP)撕裂網繩填充3。在主線芯和接地線芯成纜的纜芯上繞包有良好阻水性能的PBT聚酯帶隔離層6。在隔離層6上設定無鹵聚烯烴內護層7。在內護層7上擠包彎曲性能、禁止效果、抗壓強度均優的皺紋銅管作為電纜的禁止鎧裝層8。在禁止鎧裝層8上設定低煙無鹵阻燃的聚烯烴材料外護層9。

榮譽表彰

2007年，《大功率變頻驅動系統用電纜》獲得第五屆江蘇省專利項目獎優秀獎。