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变频电机对地故障案例分析

电力讲坛2019-08-13 14:06:28

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今天跟大家分享一个变频电机对地故障实际案例:客户反馈试机时电机对地了。我们到达客户现场试验发现确实存在对地情况。当进一步检查,结果并未查出电机有什么问题,倒是客户电机与控制柜之间的电缆出现了问题。这件事让我们联想到变频条件下的变频电缆。

变频电机在电缆选择时不能只关注电缆电压及耐热等级,还必须高度关注应用到变频电机的特殊情况。

变频条件对电缆的影响

● 脉冲电压对绝缘的影响。变频电源的频率调节范围较宽,不论频率高低,具有一个主频率的波形轮廓,它包含了许多高次谐波,作为一种行波经多次反射,幅值叠加可达到工作电压的数倍,而且电缆越长,幅值电压越高,若电缆绝缘安全系数不高,很可能会被击穿。

石油开采工况中的潜油泵,使用电缆长度要数千米,如果在工频条件下,电缆能保证长期正常运行,但是,如果在变频条件下,电缆投入运行数小时即有发生击穿的事实案例,这说明脉冲过电压对电缆有较大的危害。

● 电缆自身对外发射电磁波。一般变频家用电器(如空调)为单相供电,电缆长度很短,功率也相对较小,设备设计时已将变频电源、连接电缆和变频电机一并设置在金属壳体内,有效抑制了电磁波对外发射。

变频电缆的结构改进措施

绝缘的电气击穿问题。 变频电机大量应用后,大多数情况选用一般电力电缆,如聚氯乙烯绝缘、护套电缆或交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆,由于电缆本身耐压水平较高,很少发生电缆本体击穿。但对于前面所述的油田泵环境则不能一概而论。

高频电磁波对环境污染问题。虽然目前没有国家规范规定电缆发射电磁波造成环境污染的考核指标,但抑制对外高频干扰是必须做到的。目前电缆厂家采用的措施主要包括以下方面:(1)改善绝缘线芯的排列。如对于低压4芯电缆,将原来的不对称结构,通过将第四芯分解为三个截面较小的绝缘芯,成为三大三小线芯对称电缆,这样就解决了对称性问题。(2)加强屏蔽结构。采用铜带搭盖纵包并轧纹是较为先进的结构和工艺,形成了全封闭金属层,只要厚度适当,可达到有效的屏蔽功能。

● 将屏蔽层接地屏蔽层接地是抑制电磁波对外发射的必要条件,铜线编织屏蔽的接地方式较容易解决。

● 外加护套这种电缆大多数敷设在室内,一般不需铠装,虽然不完全排除用聚氯乙烯护套,但选用高密度聚乙烯更为合适。

● 电缆的附加试验 一般低压电缆不需要进行脉冲电压试验,但对 于3.6/6 kV 及以上的电缆应按规定进行脉冲电压试验。

变频电机的连接电缆情况略有不同,需要承受高频脉冲电压。高频波振幅可达1200~1900 V ,振铃频率约 100~2000 kHz ,对电缆进行脉冲电压试验(型式试验)是测试电缆绝缘水平的有效方法。

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