В кабельно-проводниковой продукции экранирующие конструкции делятся на две отдельные концепции: электромагнитное экранирование и экранирование электрического поля. Электромагнитное экранирование в основном используется для предотвращения помех от высокочастотных сигнальных кабелей (таких как радиочастотные кабели и электронные кабели) во внешней среде или для блокировки внешних электромагнитных волн от помех для кабелей, передающих слабые токи (таких как сигнальные и измерительные кабели), а также для уменьшения взаимных помех между кабелями. Экранирование электрического поля, с другой стороны, предназначено для уравновешивания сильных электрических полей на поверхности проводника или поверхности изоляции силовых кабелей среднего и высокого напряжения.
1. Структура и требования к слоям экранирования электрического поля
Экранирование силовых кабелей подразделяется на экранирование проводников, экранирование изоляции и металлическое экранирование. Согласно соответствующим стандартам, кабели с номинальным напряжением более 0,6/1 кВ должны иметь металлический экранирующий слой, который может быть нанесен на отдельные изолированные жилы или на всю жилу кабеля. Для кабелей с номинальным напряжением не менее 3,6/6 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) или кабелей с номинальным напряжением не менее 3,6/6 кВ с тонкой изоляцией из этиленпропиленового каучука (или толстой изоляцией с номинальным напряжением не менее 6/10 кВ) также требуется внутренняя и внешняя полупроводящая экранирующая структура.
(1) Экранирование проводников и экранирование изоляции
Экранирование проводника (внутреннее полупроводниковое экранирование): оно должно быть неметаллическим и состоять из экструдированного полупроводникового материала или комбинации полупроводящей ленты, обернутой вокруг проводника, а затем экструдированного полупроводникового материала.
Изоляционное экранирование (внешнее полупроводниковое экранирование): оно непосредственно экструдируется на внешнюю поверхность каждой изолированной жилы и прочно прикрепляется к изоляционному слою или может быть отслоено от него.
Экструдированные внутренние и внешние полупроводящие слои должны быть плотно соединены с изоляцией, с гладким интерфейсом без заметных следов скрутки проводников, острых краев, частиц, подгорания или царапин. Удельное сопротивление до и после старения должно быть не более 1000 Ом·м для слоя экранирования проводников и не более 500 Ом·м для слоя экранирования изоляции.
Внутренние и внешние полупроводящие экранирующие материалы изготавливаются путем смешивания соответствующих изоляционных материалов (таких как сшитый полиэтилен (XLPE) и этиленпропиленовый каучук (EPR)) с добавками, такими как технический углерод, антивозрастные агенты и сополимер этилена и винилацетата. Частицы технического углерода должны быть равномерно распределены в полимере, без агломерации или плохой дисперсии.
Толщина внутренних и внешних полупроводящих экранирующих слоев увеличивается с ростом номинального напряжения. Поскольку напряженность электрического поля на слое изоляции выше внутри и ниже снаружи, толщина полупроводящих экранирующих слоев также должна быть толще внутри и тоньше снаружи. Для кабелей с номинальным напряжением 6~10~35 кВ толщина внутреннего слоя обычно составляет 0,5~0,6~0,8 мм.
(2) Металлическое экранирование
Кабели с номинальным напряжением более 0,6/1 кВ должны иметь металлический экранирующий слой. Металлический экранирующий слой должен покрывать внешнюю часть каждой изолированной жилы или сердечника кабеля. Металлический экран может состоять из одной или нескольких металлических лент, металлических оплеток, концентрических слоев металлических проводов или комбинации металлических проводов и лент.
В Европе и развитых странах, где используются двухконтурные системы с заземлением через сопротивление и токи короткого замыкания выше, часто применяется экранирование медной проволокой. В Китае более распространены одноконтурные системы электропитания с заземлением дугогасящей катушки, поэтому обычно используется экранирование медной лентой. Производители кабелей обрабатывают закупленные твердые медные ленты путем резки и отжига, чтобы смягчить их перед использованием. Мягкие медные ленты должны соответствовать стандарту GB/T11091-2005 «Медные ленты для кабелей».
Экранирование медной лентой должно состоять из одного слоя перекрывающейся мягкой медной ленты или двух слоев мягкой медной ленты с зазорами. Средний коэффициент перекрытия должен составлять 15% от ширины ленты, с минимальным коэффициентом перекрытия не менее 5%. Номинальная толщина медной ленты должна быть не менее 0,12 мм для одножильных кабелей и не менее 0,10 мм для многожильных кабелей. Минимальная толщина должна быть не менее 90% от номинального значения.
Экранирование медной проволокой состоит из свободно намотанной мягкой медной проволоки, поверхность которой защищена обратной обмоткой медной проволоки или лент. Его сопротивление должно соответствовать стандарту GB/T3956-2008 «Проводники кабелей», а его номинальная площадь поперечного сечения должна определяться на основе способности выдерживать ток короткого замыкания.
2. Функции экранирующих слоев и их связь с номинальными напряжениями
(1) Функции внутреннего и внешнего полупроводящего экранирования
Проводники кабеля обычно состоят из многожильных и уплотненных проводов. Во время экструзии изоляции локальные зазоры, заусенцы или неровности поверхности между поверхностью проводника и слоем изоляции могут вызвать концентрацию электрического поля, что приводит к частичному разряду и древовидному разряду, которые ухудшают электрические характеристики. Экструдируя слой полупроводникового материала (экранирование проводника) между поверхностью проводника и слоем изоляции, он может плотно сцепиться с изоляцией. Поскольку полупроводниковый слой находится под тем же потенциалом, что и проводник, любые зазоры между ними не будут испытывать эффектов электрического поля, тем самым предотвращая частичный разряд.
Аналогично, зазоры между внешней поверхностью изоляции и металлической оболочкой (или металлическим экраном) также могут привести к частичному разряду, особенно при более высоких номинальных напряжениях. Выдавливая слой полупроводящего материала (изоляционный экран) на внешнюю поверхность изоляции, он образует эквипотенциальную поверхность с металлической оболочкой, устраняя эффекты электрического поля внутри зазоров и предотвращая частичный разряд.
(2) Функции металлического экранирования
Функции металлического экранирования включают: проведение емкостных токов в нормальных условиях, выполнение функции пути для токов короткого замыкания (замыкания), ограничение электрического поля внутри изоляции (снижение электромагнитных помех внешней среде) и обеспечение однородных электрических полей (радиальных электрических полей). В трехфазных четырехпроводных системах он также действует как нейтральная линия, перенося неуравновешенные токи, и обеспечивает радиальную гидроизоляцию.
3. О кабеле OW
Являясь ведущим поставщиком сырья для проводов и кабелей, OW Cable поставляет высококачественный сшитый полиэтилен (XLPE), медные ленты, медные провода и другие экранирующие материалы, широко используемые в производстве силовых кабелей, кабелей связи и специальных кабелей. Наша продукция соответствует международным стандартам, и мы стремимся предоставлять нашим клиентам надежные решения для экранирования кабелей.
Время публикации: 24-03-2025