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变频电缆供电对电缆绝缘性能影响的研究

变频电缆供电对电缆绝缘性能是随着电力电子技术和控制理论的发展,变频供电,特别是高压大功率变频供电得到了越来越广泛的应用,数兆伏安甚至是十几兆伏安的大功率变频电源已经逐渐开始应用到工业现场。其中很大一部分大功率变频器应用在与负载距离非常远的状况下,如磁悬浮列车驱动、石油钻采、深海作用等等,其变频器输出电缆的长度达到了几百米,甚至是数公里,这就带来了许多期待研究的问题,变频长线供电引起的波反射过电压就是其中关键问题之一。大多数变频电源采用PWM脉宽调制技术进行逆变供电。
随着大功率全控型器件如IG-BT、IGCT的快速发展,器件的导通和关断时间越来越短,因此变频器的PWM输出电压脉冲在很短时间内快速上升、下降,即存在很高的du/dt。比如对于IGBT,du/dt*高可达20 000 V/μs。当如此高du/dt的电源用于长距离供电时,必须考虑长线电缆参数的分布特性,因为电缆的分布参数决定了电缆的波阻抗及波的反射和折射系数。根据电磁波传输线理论,当电缆的波阻抗与负载的等效阻抗不匹配时,电缆上的行波将在负载端产生电压反射,形成反射波。

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