以普通的3+1型电力电缆为例，完整的三项供电系统，当三项电流平衡时，其中性线芯的电流为零；当高次谐波产生时，经过电缆的多次反射，便会出现对此的波峰与波峰或波谷与波谷相叠加的机会，电缆越长叠加机会越多表现得也就越明显。加之电缆这个大的电容本身对高次谐波就有着放大的作用，对于3+1型电缆，高次谐波产生的电流分量在中性线芯内无相位差，这样一来电流将会叠加成原分量的数倍，中性线芯在高频脉冲下很快就会被击穿。

    为了解决这个问题，我们将3+1型的电缆中的1芯分成了三份，以对称的方式做成3+3结构，这样，三个中性线芯的相位一次滞后120°，形成了一个对称平衡的状态，使得电流不会型叠加，***减小了高次谐波对变频电缆的危害。此为变频电缆选择对称3+3结构的理由之一。

   交流变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，其应用领域也相应地进入了一个新的高潮，目前在磁悬浮列车、高速铁路、石油采油的调速、超声波驱油等领域也得到了大量的应用。有资料表明我 国变频器市场的增长速度每年都在10以上。虽然变频技术的应用范围很广，但对于许多工程技术人员来说变频技术尚属于一门新的技术。同时，在此情况下也带来了电机和变频器之间电力电缆的结构设计和如何正确选用电力电缆等成为一个新的课题。鉴于这方面的原因，本文对变频系统用电力电缆结构、相关性能要求以及电缆的接线方式等方面作一介绍。供相关电缆制造和电气设计技术人员作参考。  2国外典型变频系统用电力电缆结构介绍  2.1ABB公司认可的电缆结构及相关要求 2.1.1主电电缆为满足工业环境的一般电磁辐射标准，主电电缆必须是三芯或四芯屏蔽电缆。电缆屏蔽的有效性规则是，屏蔽层越紧密电磁辐射的水平就越低。可以基于屏蔽层的结构或传输阻抗来评价它的有效性：  

      屏蔽结构：电缆的屏蔽层采用铜丝缠绕在三芯或四芯相线的外面，带有一个螺旋形铜带，减小了屏蔽层孔的大小。屏蔽层传输阻抗：在100MHz范围以内，传输阻抗必须等于或小于1Ω/m。                     2.1.2电机电缆电机电缆屏蔽必须满足上述主电电缆屏蔽的低要求。屏蔽结构：电缆的屏蔽层至少包括一个铜带重叠的层和铜丝缠绕的层绕包在三芯或四芯相线的外面，也可选择铜丝编织作为屏蔽层。 屏蔽层传输阻抗：在100MHz范围以内，传输阻抗必须等于或小于100 mΩ/m。                               2.2 PHILSHEATH牌变频系统用电力电缆这种电缆是由ANIXTER公司和原BICC公司联合研制开发的，在变频系统应用有着很多的业绩。主要原因是这种电缆采用3根相线+3根接地线的对称电缆结构，并在电缆的结构元件中设计了一层纵包焊接波纹铝护套作为屏蔽层，屏蔽层一是防止电磁干扰；二是具有极低的传输阻抗。                      

    变频系统用电力电缆的具体规范是：导体：绞制裸退火铜； 绝缘：XLPE；成缆：采用3根相线+3根接地线的对称电缆结构。铝护套：采用连续密封纵包焊接的波纹铝护套，加工完成的铝护套必须 进行压力试验；外护：黑色的耐光照PVC。该电缆在变频系统中使用具有以下优点：铝护套提供了一个均匀一致的电场，该电场能够在电压倍增之前增大了电机和传动器之间的允许长度；高强度绝缘材料的使用，使得电缆能够承受由于反射导致的巨大电压峰值（2-3X）；铝护套起到一种***屏蔽作用，从而减小了相邻电路间的串扰；铝护套为一种低阻抗的路径，可防止产生的高频噪音扩散到地面的电网； 外护套还起到一个绝缘的作用，可避免由于多个接地 点导致的接地电流的循环。

    3 不同电力电缆结构及EMC相关评价 EMC是电磁兼容的简称。IEC对其的定义是"设备或系统在其电磁环境中能工作正常且对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力"。EMC已成为产品认证领域的新热点，它将成为电气工程设计和研究人员在设计过程中必须考虑的主题。表1提供了屏蔽和不屏蔽，对称芯线和不对称芯线、平行芯线的各种电力电缆EMC评价。通过比较，3+3对称芯线带屏蔽的结构性能好，经验也表明，采用对称屏蔽电缆也可以减少传动系统的电磁辐射，以及减小电动机的轴电流和由此引起的轴承磨损。

    表1的意义还在于，当某种原因未能使用屏蔽电缆的时候，将如何以EMC的角度去选择其它适用的电缆结构。

    表1 电力电缆的EMC评价 普通电力电缆的缆芯为平行绞合结构，且大都呈非对称形。有文章报导过，普通结构的电力电缆在一些特殊场所使用会暴露出许多问题。对于变频系统用电力电缆的缆芯结构一般倾向于图1(a)所示的三芯电缆和 图1(b)所示的3+3结构电缆，电缆缆芯呈对称形、并均佩有屏蔽层。

    4.2 电缆的导体常规变频系统用电力电缆的导体同普通电力电缆相同，特殊场所有采用软结构导体的需求（也即R型导体）。

    4.3电缆的屏蔽 设有屏蔽层的电缆能够***抑制内、外界的电磁干扰，决定屏蔽层的屏蔽效果好坏常用屏蔽抑制系数来表示，屏蔽抑制系数为零说明电缆的屏蔽效果佳。 变频系统用电力电缆常采用的屏蔽方式有：铜丝编织屏蔽，铜带绕包屏蔽，铜丝缠绕屏蔽，铜丝铜带组合屏蔽，铜带纵包屏蔽（分轧纹与不轧纹），铝带纵包屏蔽（分轧纹与不轧纹），钢丝铜丝组合屏蔽。纵包结构的屏蔽效果要比绕包结构的好。此外，也有采用铝/塑复合带进行绕包或纵包作为屏蔽层，这种屏蔽层应用到变频系统用电力电缆的结构上是否满足抗电磁干扰的要求还值得商榷。选用何种屏蔽方式要依据电缆的使用场合而定。屏蔽层的截面一般根据使用要求 而定，通常屏蔽层的截面是相线截面的50，也有要求和相线截面相等。           4.4电缆的绝缘  普通电力电缆用绝缘有PVC、XLPE、ERP、CSM、CR/PCP、NBR等材料，从材料的绝缘性能（体积电阻、介电常数、介质损耗、介电强度、工作温度等）和弯曲性能等方面来考虑，变频系统用电力电缆的绝缘使用较 多的材料为XLPE和ERP。

    4.5电缆的电压等级目前变频系统用电力电缆电压等级均在6/10kV以下，市场用量较大的电压等级为0.6/1kV。

    4.6电缆的护套  变频系统用电力电缆的护套材料多为PVC、ERP、无卤低烟阻燃聚烯烃。

    变频电缆与普通电缆区别  变频装置的节能效果十分明显，在大功率电机中采用变频调速电机，整个发电机组可节电30％。并且使用变频调速后，实现了电机的软启动，使电机工作平稳，电机轴承磨损减小，延长了电机使用寿命和维护周期。因此，变频调速技术在石油、冶金、发电、铁路、矿山等工业方面得到了广泛的使用。

    1．电缆对称性设计 

    对于1.8／3KW及以下变频电机专用电缆，和对称3＋1芯和4芯电缆仅可用于主电源的输入缆，但好使用对称结构电缆。变频器与变频电机问电缆均需采用对称电缆结构，对称电缆结构有3芯和3+3芯两种， 3+3芯电缆结构是将三大一小四芯绝缘线芯中第四芯（中性线芯）分解为三个截面较小的绝缘线芯，把三大三小线芯对称成缆，对于6／10kV变频电机专用电缆，该电缆结构与6／10kV普通电力电缆有所不同，普通电力电缆是将三根绝缘线芯采用铜带屏蔽后成缆，而变频电机专用电缆是由铜丝铜带屏蔽后挤包分相护套，然后对称成缆，对称电缆结构由于导线的互换性，有更好的电磁相容性，对抑制电磁干扰起到一定的作用，能抵消高次谐彼中的奇次频率，提高变频电机专用电缆的抗干扰性，减少了整个系统中的电磁辐射。

     2．屏蔽结构的设计 

     1.8/3kV及以下变频电机专用电缆的屏蔽一般采用总屏蔽， 6/10kv变频电机专用电缆屏蔽由分相屏蔽和总屏蔽构成，分相屏蔽一般可采用铜带屏蔽或铜丝铜带组合屏蔽。总屏蔽结构可采用铜丝铜带组合屏蔽、铜丝编织屏蔽、铜带屏蔽、铜丝编织铜带屏蔽等，屏蔽层截面与主线芯截面按一定比例。此结构的屏蔽电缆可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰，减小电感，防止感应电动势过大。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，能起到中性线芯的保护作用。6/10kV变频电机专用电缆，考虑到电缆在使用过程中经常受到径向外力作用，在电缆屏蔽层外增加镀锌钢带铠装层（在屏蔽层和钢带铠装层之间加隔离套）。钢带铠装主要是作为电缆的径向机械保护层，同时它也起到附加性总屏蔽作用，特别是钢带铠装和铜丝、铜带屏蔽，是采用了两种不同屏蔽材料，在电磁波屏蔽上起到一定的互补作用，屏蔽效果将更好。

     3．电缆电气性能设计 

    1.8／3kV及以下变频电机专用电缆电气性能均按GB/Tl2706， 2002标准设计。6/10kV变频电机专用电缆在满足GBT/l2706．2002标准外， 增加了电容和电感等电性能要求。根据变频电机专用电缆的实际使用情况并参照GB/T 12706．2002和ABB日公司对电力传动电缆的技术条件，确定了电缆的电气性能参数。