I tråd- och kabelprodukter delas skärmningsstrukturer in i två distinkta koncept: elektromagnetisk skärmning och elektrisk fältskärmning. Elektromagnetisk skärmning används främst för att förhindra att högfrekventa signalkablar (såsom RF-kablar och elektroniska kablar) orsakar störningar i den yttre miljön eller för att blockera externa elektromagnetiska vågor från att störa kablar som överför svaga strömmar (såsom signal- och mätkablar), samt för att minska ömsesidig störning mellan kablar. Elektrisk fältskärmning, å andra sidan, är utformad för att balansera de starka elektriska fälten på ledar- eller isoleringsytan på mellan- och högspänningskablar.
1. Struktur och krav för skärmningslager för elektriska fält
Skärmning av kraftkablar är indelad i ledarskärmning, isoleringsskärmning och metallskärmning. Enligt relevanta standarder bör kablar med en märkspänning större än 0,6/1 kV ha ett metallskärmningsskikt, vilket kan appliceras på enskilda isolerade kärnor eller hela kabelkärnan. För kablar med en märkspänning på minst 3,6/6 kV med XLPE-isolering (tvärbunden polyeten), eller kablar med en märkspänning på minst 3,6/6 kV med tunn EPR-isolering (etylenpropylengummi) (eller tjock isolering med en märkspänning på minst 6/10 kV) krävs också en inre och yttre halvledande skärmningsstruktur.
(1) Ledarskärmning och isolationsskärmning
Ledarskärmning (inre halvledande skärmning): Denna ska vara icke-metallisk och bestå av extruderat halvledande material eller en kombination av halvledande tejp som lindas runt ledaren följt av extruderat halvledande material.
Isoleringsskärmning (yttre halvledande skärmning): Denna är direkt extruderad på den yttre ytan av varje isolerad kärna och är tätt bunden till eller avdragbar från isoleringsskiktet.
De extruderade inre och yttre halvledande skikten ska vara tätt sammanfogade med isoleringen, med ett slätt gränssnitt fritt från synliga ledarsprickor, vassa kanter, partiklar, brännskador eller repor. Resistiviteten före och efter åldring ska inte överstiga 1000 Ω·m för ledarens skärmskikt och inte överstiga 500 Ω·m för isoleringens skärmskikt.
De inre och yttre halvledande skärmningsmaterialen tillverkas genom att blanda motsvarande isoleringsmaterial (såsom tvärbunden polyeten (XLPE) och etylenpropylengummi (EPR)) med tillsatser som kimrök, anti-agingmedel och etylen-vinylacetat-sampolymer. Kimrökspartiklarna bör vara jämnt fördelade i polymeren, utan agglomerering eller dålig spridning.
Tjockleken på de inre och yttre halvledande skärmningsskikten ökar med spänningsklassificeringen. Eftersom den elektriska fältstyrkan på isoleringsskiktet är högre på insidan och lägre på utsidan, bör tjockleken på de halvledande skärmningsskikten också vara tjockare på insidan och tunnare på utsidan. För kablar klassade för 6~10~35 kV varierar den inre skikttjockleken vanligtvis från 0,5~0,6~0,8 mm.
(2) Metallskydd
Kablar med en märkspänning större än 0,6/1 kV bör ha ett metalliskt skärmskikt. Metalliskt skärmskikt bör täcka utsidan av varje isolerad kärna eller kabelkärnan. Metalliskt skärmskikt kan bestå av ett eller flera metallband, metallflätor, koncentriska lager av metalltrådar eller en kombination av metalltrådar och band.
I Europa och utvecklade länder, där resistansjordade tvåkretssystem används och kortslutningsströmmarna är högre, används ofta koppartrådsskärmning. I Kina är ljusbågsdämpande spoljordade enkrets strömförsörjningssystem vanligare, så kopparbandsskärmning används vanligtvis. Kabeltillverkare bearbetar köpta hårda kopparband genom att skära och glödga dem för att mjukgöra dem före användning. De mjuka kopparbanden måste uppfylla standarden GB/T11091-2005 "Kopparband för kablar".
Koppartejpsskärmning bör bestå av ett lager överlappande mjuk koppartejp eller två lager mellanrumslindad mjuk koppartejp. Den genomsnittliga överlappningen bör vara 15 % av tejpbredden, med en minsta överlappning på minst 5 %. Koppartejpens nominella tjocklek bör vara minst 0,12 mm för enledarkablar och minst 0,10 mm för flerledarkablar. Minsta tjocklek bör vara minst 90 % av det nominella värdet.
Koppartrådsskärmning består av löst lindade mjuka koppartrådar, med ytan säkrad med omvändt lindade koppartrådar eller tejp. Dess resistans bör uppfylla standarden GB/T3956-2008 "Conductors of Cables", och dess nominella tvärsnittsarea bör bestämmas baserat på felströmskapacitet.
2. Funktioner hos skärmskikt och deras förhållande till spänningsklassificeringar
(1) Funktioner hos inre och yttre halvledande skärmning
Kabelledare består vanligtvis av flera fåtvinnade och kompakterade trådar. Under isoleringsextrudering kan lokala mellanrum, grader eller ojämnheter i ytan mellan ledarytan och isoleringsskiktet orsaka elektrisk fältkoncentration, vilket leder till partiell urladdning och trädurladdning, vilket försämrar den elektriska prestandan. Genom att extrudera ett lager av halvledande material (ledarskärmning) mellan ledarytan och isoleringsskiktet kan det bindas tätt med isoleringen. Eftersom det halvledande skiktet har samma potential som ledaren kommer eventuella mellanrum mellan dem inte att uppleva elektriska fälteffekter, vilket förhindrar partiell urladdning.
På liknande sätt kan mellanrum mellan den yttre isoleringsytan och metallmanteln (eller metallskärmningen) leda till partiell urladdning, särskilt vid högre spänningar. Genom att extrudera ett lager av halvledande material (isoleringsskärmning) på den yttre isoleringsytan bildas en ekvipotentialyta med metallmanteln, vilket eliminerar elektriska fälteffekter i mellanrummen och förhindrar partiell urladdning.
(2) Funktioner av metallskydd
Funktionerna hos metallskärmning inkluderar: att leda kapacitiva strömmar under normala förhållanden, fungera som en väg för kortslutningsströmmar (felströmmar), begränsa det elektriska fältet inom isoleringen (reducera elektromagnetisk störning av den yttre miljön) och säkerställa enhetliga elektriska fält (radiella elektriska fält). I trefasiga fyrtrådssystem fungerar den också som neutralledning, som leder obalanserade strömmar och ger radiell vattentätning.
3. Om OW-kabel
Som en ledande leverantör av råvaror för tråd och kabel tillhandahåller OW Cable högkvalitativ tvärbunden polyeten (XLPE), kopparband, koppartrådar och andra skärmningsmaterial som används flitigt vid tillverkning av kraftkablar, kommunikationskablar och specialkablar. Våra produkter uppfyller internationella standarder och vi strävar efter att leverera pålitliga kabelskärmningslösningar till våra kunder.
Publiceringstid: 24 mars 2025