电力电缆结构及种类

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1、电力电缆结构及种类电力电缆的结构及种类简介一、电力电缆的基本结构不论是何种种类的电力电缆，其最基本的组成有三部分，即导体、绝缘层和护 层。对于中压及以上电压等级的电力电缆，导体在输送电能时，具有高电位。为了 改善电场的分布情况，减小导体表面和绝缘层外表面处的电场畸变，避免尖端放 电，电缆还要有内外屏蔽层。总得来说，电力电缆的基本结构必须有导体（也可称 线芯）、绝缘层、屏蔽层和护层四部分组成，这四部分在组成和结构上得差异，就 形成了不同类型、不同用途的电力电缆，多芯电缆绝缘线芯之间，还需要添加填芯 和填料，以利于将电缆绞制成圆形，便于生产制造和施工敷设。1. 导体（或称导电线芯）:其作用是传导电

2、流。有实芯和绞合之分。材料有铜、铝、银、铜包钢、铝包钢 等，主要用的是铜与铝。铜的导电性能比铝要好得多。2. 耐火层:只有耐火型电缆有此结构。其作用是在火灾中电缆能经受一定时间，给人们逃 生时多一些用电的时间。绝缘层: 3.包覆在导体外，其作用是隔绝导体，承受相应的电压，防止电流泄漏。绝缘材料有多种多样，有的要求介电系数要小，以减少损耗，有的要求有阻燃 性能或能耐高温，有的要求电缆在燃烧时不会或少产生浓烟或有害气体，有的要求 能耐油、耐腐蚀，有的则要求柔软等。4. 屏蔽层:在绝缘层外，外护层内，作用是限制电场和电磁干扰。对于不同类型的电缆，屏蔽材料也不一样，主要有:铜丝编织、铜丝缠绕、铝 丝(

3、铝合金丝)编织、铜带、铝箔、铝(钢)塑带、钢带等绕包或纵包等。5. 填充层：填充的作用主要是让电缆圆整、结构稳定，有些电缆的填充物还起到阻水、耐 火等作用。主要的材料有聚丙烯绳、玻璃纤维绳、石棉绳、橡皮等，种类很多，但 有一个主要的性能要求是非吸湿性材料，当然还不能导电。6. 内护层：内护层作用是保护绝缘线芯不被铠装层或屏蔽层损伤用。内护层有挤包、绕包和纵包等几种形式。对要求高的采用挤包形包形式，要求 低的采用绕包或纵包形式。7. 铠装层：铠装层作用是保护电缆不被外力损伤。最常见的是钢带铠装与钢丝铠装，还有 铝带铠装、不锈钢带铠装等。钢带铠装主要作用是抗压用，钢丝铠装主要是抗拉 用。根据电缆的

4、大小，铠装用的钢带厚度是不一样的，这在各电缆标准中都有规 定。8外护层：在电缆最外层起保护作用的部件。主要有三种类:塑料类、橡皮类及金属类。其中塑料类最常用的是聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料，还有根据电缆特性有阻燃 型、低烟低卤型、低烟无卤型等。二、电力电缆的分类1按电压等级分类按电压等级可分为?低压电力电缆(1kV);?中压电力电缆(6,35kV);?高压电力电 缆(110 kV);?超高压电力电缆(220,500kV)。2. 按导体芯数分类电力电缆导体芯数有单芯、二芯、三芯、四芯和五芯共5种。3. 按绝缘材料分类(1)挤包绝缘电力电缆。挤包绝缘电力电缆包括聚氯乙烯绝缘电力电缆、聚乙 烯绝缘电力电

5、缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、橡胶绝缘电力电缆。(2)油浸纸绝缘电力电缆。油浸纸绝缘电力电缆包括普通粘性油浸纸绝缘电 缆、不滴流油浸纸绝缘电缆、充油电缆，气压油浸纸绝缘电缆。4. 按功能特点和使用场所分类阻燃电力电缆和耐火电力电缆。三、几种常用电力电缆的结构1(挤包绝缘电力电缆(1)聚氯乙烯绝缘电力电缆(2)交联聚乙烯绝缘电力电缆l)35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆2)110kV及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆 3)橡胶绝缘电力电缆2(油浸纸绝缘电力电缆(1)油浸纸绝缘统包型电力电缆 (2)油浸纸绝缘分相铅包电力电缆 (3)自容式 充油电力电缆永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位

6、的对齐方式 200811-07 来源：in terne t 浏览：504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码 器，旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件就必 须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信 息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的 角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初 始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量式编码器，绝对式 编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器 检测相位与电机

7、电角度相位的对齐方式。增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的 增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲 输出信号A和B以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号 外，还具备互差120度的电子换相信号UVW, UVW各自的每转周期数与电机转子的 磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极 相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下:1用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出， 将电机轴定向至一个平衡位置;2. 用示波器观察编码器的U相信

8、号和Z信号；3. 调整编码器转轴与电机轴的相对位置；4. 一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在 高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系；5来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都 能稳定在高电平上，则对齐有效。撤掉直流电源后，验证如下:1. 用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形；2. 转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高 的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。上述验证方法，也可以用作对齐方法。需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电

9、机UV线反电 势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而 这样对齐后，增量式编码器的 U 相信号的相位零点与电机 U 相反电势的-30 度相位 点对齐，而电机电角度相位与 U 相反电势波形的相位一致，所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以:1. 用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的 UVW 三相绕组引线;2. 以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相 反电势波形;3. 依据操作的方便程

10、度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置;4. 一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到 高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完 成对齐。由于普通增量式编码器不具备 UVW 相位信息，而 Z 信号也只能反映一圈内的一 个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作为本讨论的话题。绝对式编码器的相位对齐方式绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚 给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现

11、编码器和 电机的相位对齐，方法如下:1用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置;2. 用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;3. 调整编码器转轴与电机轴的相对位置;4. 一边调整，一边观察最高计数位信号的跳变沿，直到跳变沿准确出现在电机 轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系;5. 来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，跳变沿都 能准确复现，则对齐有效。这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT, BiSS, Hyperface等串行协议，以 及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代，因而最高位信号就

12、不符存在 了,此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化,其中一种非常实用的方法是利 用编码器内部的EEPROM，存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方 法如下:1. 将编码器随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳 与电机外壳;2用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出， 将电机轴定向至一个平衡位置;3. 用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值，并存入编码器内部记录电机电 角度初始相位的EEPROM中；4. 对齐过程结束。由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度

13、相位。此后，驱动器将任意时刻 的单圈位置检测数据与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加 上-30 度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现，日系伺服的编 码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。这种对齐方法的一大好处是，只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流，无需调整编码器和电机轴之间的角度关系，因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上，且无需精细，甚至 简单的调整过程，操作简单，工艺性好。如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM，又没有可供检测的最高

14、计数位引脚，则对齐方法会相对复杂。如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示，则 可以考虑:1用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置;2. 利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值；3. 调整编码器转轴与电机轴的相对位置；4. 经过上述调整，使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出 来的电机-30 度电角度所应对应的单圈绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置 关系；5. 来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算 位置点都能准确复现，则对齐有效。如果用户连绝对值信息都无法获得，那么就只能借助原厂的

15、专用工装，一边检 测绝对位置检测值，一边检测电机电角度相位，利用工装，调整编码器和电机的相 对角位置关系，将编码器相位与电机电角度相位相互对齐，然后再锁定。这样一 来，用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法，简单，实用，适应性好，便于向用户开放，以便用户自行安装编码器，并完成电机电角度的相位整定。正余弦编码器的相位对齐方式普通的正余弦编码器具备一对正交的sin, cos lVp-p信号，相当于方波信号 的增量式编码器的AB正交信号，每圈会重复许许多多个信号周期，比如2048等； 以及一个窄幅的对称三角波Index信号，相当于增量式编码器的Z信号，一圈一般 出现一个；这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器 除了具备上述正交的sin、cos信号外，还具备一对一圈只出现一个信号周期的相 互正交的lVp-p的正弦型C、D信号，如果以C信号为sin，则D信号为cos，通过 sin、cos信号的高倍率细分技术，不仅可以使正余弦编码器获得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率，比如2048线的正余弦编码器经 2048细分后，就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率，当前很多欧美伺服 厂家都提供这类高分辨率的伺服系统，而国内厂家尚不多见;此外带C、D信号的正 余弦编码器的C、D信号经过细分后，还可以提供较高