CN102881358A - 一种铝合金导体变频电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金导体变频电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的电缆外层，所述电缆内芯包括三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线，所述三相主线铝合金绝缘线呈120°相位角圆周分布，所述铝合金接地线均分成三等份，并呈120°相位角与三相主线铝合金绝缘线同圆心圆周分布于三相主线铝合金绝缘线周围。本发明的铝合金导体具有机械强度高、耐腐蚀性和紧密性好的优点。本发明与铜质导体变频电缆相比，降低40%的成本，产品经济性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种变频电缆。
背景技术
变频调速技术因其显著的节能（25-33%）效果、调速范围宽、具有恒功率、恒转速特性、功率大、可靠性高、维护简单、体积小、重量轻、占地面积小、设备投资低，制造容易、可实现高自动化控制等优异特性，而具有广阔的市场推广应用前景，变频电缆作为变频调速重要组成部分，已得到了大范围的推广使用。但是这类电缆由于采用传统的铜质导体结构，不但制造工序复杂，而且导体绞合紧压系数低，导体单线间存有较大缝隙，不但易遇水渗透，致导体氧化，增大导体直流电阻，影响电缆的载流性能。更重要的是，铜导体造价昂贵（当前铜价高达近6万元/吨的高位），而作为电缆导体的另一种主材，铝却相对低廉（期货价仅为1.6万元/吨左右）。
能否用铝代铜，一直是困扰业内的世纪难题，就其原因为：虽然铝是仅次于铜的优良导体（铜的电阻率：0.017241Ω·mm2/m,铝的电阻率：0.028264Ω·mm2/m），但由于铝存在氧化、组织成份不紧密、易蠕变等缺点，在用铝替代铜做电缆时，往往会出现接头氧化和松动，造成在输送电能时往往出现发热而产生故障点，考虑到变频调速系统的长期安全可靠性，故这类电缆以往一直都采用铜质导体，随着现代合金材料技术的快速发展，导体用铝合金代铜，技术已成熟，已是当前的变频电力电缆技术发展所趋。就其原因如下：铝合金导体与铜铝导体相比，不但提高了导体的机械强度（铝合金拉力是铝的1.3倍）、耐腐蚀性（铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜铝）和紧密性（铝合金抗蠕变性能在铝基础上提高300%，彻底避免了由于冷流或蠕变引起的电缆接头松弛问题），而且具有很好的柔韧性（铝合金比铜柔韧性高30%，反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10～20倍外径，而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径，更容易进行端子连接），在具备铜导体相同性能的情况下，铝合金电缆成本降低了40%左右，电缆重量要比铜导体电缆轻一倍以上，并降低20%左右安装敷设费用。
综合所述，铜质导体的变频电缆的经济性和适用性，已越来越不适用时代要求，需作进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是要提供一种铝合金导体变频电缆，以解决现有技术中的诸多问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种铝合金导体变频电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的电缆外层，其特征在于：所述电缆内芯包括三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线，所述三相主线铝合金绝缘线呈120°相位角圆周分布，所述铝合金接地线均分成三等份，并呈120°相位角与三相主线铝合金绝缘线同圆心圆周分布于三相主线铝合金绝缘线周围。
在本发明的一个实施例中，所述电缆外层由内向外依次为隔离层、屏蔽层和外护套。
在本发明的一个实施例中，所述电缆内芯与电缆外层之间设有填充料。
在本发明的一个实施例中，所述三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元梯形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元梯形块铝合金导体之间采用无缝拼接。
在本发明的一个实施例中，所述三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元扇形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元扇形块铝合金导体之间采用无缝拼接。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽层采用铝合金带螺旋卷绕、环环相扣的自锁结构。
本发明的有益效果在于：
⑴、本发明与铜质导体变频电缆相比，降低40%的成本，产品经济性高。
⑵、本发明有良好的机械保护作用，能承受相当的外部压力、拉力和碰撞、埋地敷设无需穿管，可以直接埋入地下。
⑶、本发明有优异的弯曲柔性，敷设安装时有较小的弯曲半径，方便敷设且少占空间。
⑷、本发明可安装于有时需要移动的设备上。
⑸、本发明有很好的防尘、防腐和防止潮气入侵电缆的功能。
⑹、本发明阻燃特性好，可达到IEC60332规定的A级阻燃性能。
⑺、本发明能有效降低雷电冲击波对电缆和相连电气设备引发的破坏。
⑻、本发明能有效防止鼠类或白蚁破坏电缆绝缘而引发的短路事故。
⑼、本发明不仅电场分布均匀，而且变频电缆的电容电流和屏蔽层的感应电压降至最低，电能传输中的损耗降至最低，使电缆的载流量和安全操作都得到有效的保障。
⑽、本发明使变频输出电源中的高次谐波得到最大限制的抑制，大量减少了电机及各传动部位的轴承电流，从而提高了电机及设备的使用寿命。
⑾、本发明有效地抑制了高次谐波对周围环境的干扰，可确保周围附近的通信、信号、监测、控制、计算机及断路保护等弱电设施正常工作，避免意外事故的发生。
⑿、本发明有较高的谐振频率，与其它屏蔽电缆相比，在同等使用条件时，该变频电缆的允许敷设长度可延长一倍，也就是说用本发明的变频电缆更加安全、可靠、使用寿命更长，有效地避免变频器输出端电流和电机端电压发生谐振的危险。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为铝合金导体的截面示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
如图1所示，一种铝合金导体变频电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的电缆外层。
电缆内芯包括三相主线铝合金绝缘线1和铝合金接地线2，三相主线铝合金绝缘线呈120°相位角圆周分布，所述铝合金接地线均分成三等份，并呈120°相位角与三相主线铝合金绝缘线同圆心圆周分布于三相主线铝合金绝缘线周围。在本发明中，三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线均是采用铝合金材料制作导体，采用铝合金材料制作导体不但提高了导体的机械强度（铝合金拉力是铝的1.3倍）、耐腐蚀性（铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜铝）和紧密性（铝合金抗蠕变性能在铝基础上提高300%，彻底避免了由于冷流或蠕变引起的电缆接头松弛问题），而且具有很好的柔韧性（铝合金比铜柔韧性高30%，反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10～20倍外径，而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径，更容易进行端子连接），在具备铜导体相同性能的情况下，铝合金电缆成本降低了40%左右，电缆重量要比铜导体电缆轻一倍以上，并降低20%左右安装敷设费用。在本实施例中，如图2所示，三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元扇形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元扇形块铝合金导体之间采用无缝拼接，铝合金导体外表面形成一光滑的圆柱体，机械性能得到了大幅提高、耐腐蚀性能也得到了增强，抗蠕变性能更是得到了有效的提升，具有广泛的适用性。当然，三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体也可以由若干单元梯形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元梯形块铝合金导体之间采用无缝拼接。
电缆外层由内向外依次为隔离层3、屏蔽层5和外护套6。屏蔽层采用铝合金带螺旋卷绕、环环相扣的自锁结构，其铝合金带横截面呈“∽”形。这种结构提供了良好的机械保护作用和优异的弯曲及耐拖拽移动使用性能，能有效抑制高次谐波的辐射和传动，减少了电机及各传动部位的轴承电流，从而提高了电机及设备的使用寿命。
电缆内芯与电缆外层之间设有填充料4。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种铝合金导体变频电缆，包括电缆内芯和包在电缆内芯外的电缆外层，其特征在于：所述电缆内芯包括三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线，所述三相主线铝合金绝缘线呈120°相位角圆周分布，所述铝合金接地线均分成三等份，并呈120°相位角与三相主线铝合金绝缘线同圆心圆周分布于三相主线铝合金绝缘线周围。
2.根据权利要求1所述的铝合金导体变频电缆，其特征在于，所述电缆外层由内向外依次为隔离层、屏蔽层和外护套。
3.根据权利要求1所述的铝合金导体变频电缆，其特征在于，所述电缆内芯与电缆外层之间设有填充料。
4.根据权利要求1所述的铝合金导体变频电缆，其特征在于，所述三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元梯形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元梯形块铝合金导体之间采用无缝拼接。
5.根据权利要求1所述的铝合金导体变频电缆，其特征在于，所述三相主线铝合金绝缘线和铝合金接地线的铝合金导体均是由若干单元扇形块铝合金导体拼绞而成圆形导体，单元扇形块铝合金导体之间采用无缝拼接。
6.根据权利要求2所述的铝合金导体变频电缆，其特征在于，所述屏蔽层采用铝合金带螺旋卷绕、环环相扣的自锁结构。
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