Power Cable Shielding Layers: Isang Komprehensibong Pagsusuri ng Structure at Materials

Technology Press

Power Cable Shielding Layers: Isang Komprehensibong Pagsusuri ng Structure at Materials

Sa mga produkto ng wire at cable, nahahati ang mga shielding structure sa dalawang natatanging konsepto: electromagnetic shielding at electric field shielding. Pangunahing ginagamit ang electromagnetic shielding upang maiwasan ang mga high-frequency na signal cable (gaya ng mga RF cable at electronic cable) na magdulot ng interference sa panlabas na kapaligiran o upang harangan ang mga panlabas na electromagnetic wave na makagambala sa mga cable na nagpapadala ng mahinang alon (gaya ng signal at measurement cables), pati na rin upang mabawasan ang interference sa pagitan ng mga cable. Ang electric field shielding, sa kabilang banda, ay idinisenyo upang balansehin ang malalakas na electric field sa ibabaw ng conductor o insulation surface ng medium- at high-voltage na mga kable ng kuryente.

1. Istraktura at Mga Kinakailangan ng Electric Field Shielding Layers

Ang shielding ng mga power cable ay nahahati sa conductor shielding, insulation shielding, at metal shielding. Ayon sa mga nauugnay na pamantayan, ang mga cable na may rate na boltahe na higit sa 0.6/1 kV ay dapat magkaroon ng isang metal shielding layer, na maaaring ilapat sa mga indibidwal na insulated core o sa pangkalahatang cable core. Para sa mga cable na may rate na boltahe na hindi bababa sa 3.6/6 kV gamit ang XLPE (cross-linked polyethylene) insulation, o mga cable na may rated boltahe na hindi bababa sa 3.6/6 kV gamit ang manipis na EPR (ethylene propylene rubber) insulation (o makapal na insulation na may rated boltahe na hindi bababa sa 6/10 kV), kailangan din ng panloob at panlabas na semiconductive na shield.

(1) Conductor Shielding at Insulation Shielding

Conductor Shielding (Inner Semi-Conductive Shielding): Ito ay dapat na non-metallic, na binubuo ng extruded semi-conductive material o kumbinasyon ng semi-conductive tape na nakabalot sa conductor na sinusundan ng extruded semi-conductive material.

Insulation Shielding (Outer Semi-Conductive Shielding): Ito ay direktang ipinapalabas sa panlabas na ibabaw ng bawat insulated core at mahigpit na nakagapos sa o nababalatan mula sa insulation layer.

Ang mga extruded na panloob at panlabas na semi-conductive na mga layer ay dapat na mahigpit na nakagapos sa pagkakabukod, na may isang makinis na interface na walang kapansin-pansing mga marka ng stranding ng konduktor, matutulis na mga gilid, mga particle, nakakapaso, o mga gasgas. Ang resistivity bago at pagkatapos ng pagtanda ay dapat na hindi hihigit sa 1000 Ω·m para sa conductor shielding layer at hindi hihigit sa 500 Ω·m para sa insulation shielding layer.

Ginagawa ang panloob at panlabas na semi-conductive shielding na materyales sa pamamagitan ng paghahalo ng mga kaukulang insulating material (gaya ng cross-linked polyethylene (XLPE) at ethylene propylene rubber (EPR)) na may mga additives tulad ng carbon black, anti-aging agent, at ethylene-vinyl acetate copolymer. Ang mga carbon black particle ay dapat na pantay na ibinahagi sa polimer, na walang agglomeration o mahinang dispersion.
Ang kapal ng panloob at panlabas na semi-conductive shielding layer ay tumataas sa rating ng boltahe. Dahil ang lakas ng electric field sa insulation layer ay mas mataas sa loob at mas mababa sa labas, ang kapal ng semi-conductive shielding layers ay dapat ding mas makapal sa loob at thinner sa labas. Para sa mga cable na na-rate sa 6~10~35 kV, ang kapal ng panloob na layer ay karaniwang mula sa 0.5~0.6~0.8 mm.

(2) Metal Shielding

Ang mga cable na may naka-rate na boltahe na higit sa 0.6/1 kV ay dapat may metal shielding layer. Dapat na takpan ng metal shielding layer ang labas ng bawat insulated core o ang cable core. Ang metal shielding ay maaaring binubuo ng isa o higit pang metal tape, metal braids, concentric layers ng metal wires, o kumbinasyon ng metal wires at tapes.

Sa Europa at mga maunlad na bansa, kung saan ginagamit ang mga sistemang dual-circuit na naka-ground sa paglaban at mas mataas ang mga short-circuit na alon, kadalasang ginagamit ang copper wire shielding. Sa China, mas karaniwan ang arc suppression coil-grounded single-circuit power supply system, kaya kadalasang ginagamit ang copper tape shielding. Pinoproseso ng mga tagagawa ng cable ang biniling hard copper tape sa pamamagitan ng paghiwa at pagsusubo upang mapahina ang mga ito bago gamitin. Ang malambot na mga teyp na tanso ay dapat sumunod sa pamantayan ng GB/T11091-2005 na "Copper Tapes for Cables".

Ang copper tape shielding ay dapat binubuo ng isang layer ng overlapped soft copper tape o dalawang layer ng gap-wrapped soft copper tape. Ang average na rate ng overlap ay dapat na 15% ng lapad ng tape, na may pinakamababang rate ng overlap na hindi bababa sa 5%. Ang nominal na kapal ng copper tape ay dapat na hindi bababa sa 0.12 mm para sa single-core cable at hindi bababa sa 0.10 mm para sa multi-core cable. Ang pinakamababang kapal ay dapat na hindi bababa sa 90% ng nominal na halaga.

Ang copper wire shielding ay binubuo ng maluwag na sugat na malalambot na copper wire, na ang ibabaw ay sinigurado ng reverse-wrapped copper wires o tape. Ang paglaban nito ay dapat sumunod sa pamantayan ng GB/T3956-2008 na "Conductors of Cables", at ang nominal na cross-sectional area nito ay dapat matukoy batay sa kasalukuyang kapasidad ng fault.

2. Mga Function ng Shielding Layers at Ang Relasyon Nito sa Mga Rating ng Boltahe

(1) Mga Pag-andar ng Panloob at Panlabas na Semi-Conductive Shielding

Ang mga cable conductor ay karaniwang binubuo ng maraming stranded at compact na mga wire. Sa panahon ng insulation extrusion, ang mga lokal na gaps, burr, o surface irregularities sa pagitan ng conductor surface at insulation layer ay maaaring magdulot ng electric field concentration, na humahantong sa partial discharge at treeing discharge, na nagpapababa ng electrical performance. Sa pamamagitan ng pag-extrude ng isang layer ng semi-conductive na materyal (conductor shielding) sa pagitan ng conductor surface at ng insulation layer, maaari itong mahigpit na bonding sa insulation. Dahil ang semi-conductive layer ay kapareho ng potensyal ng conductor, ang anumang gaps sa pagitan ng mga ito ay hindi makakaranas ng electric field effect, kaya mapipigilan ang bahagyang discharge.

Katulad nito, ang mga puwang sa pagitan ng panlabas na insulation surface at ng metal sheath (o metal shielding) ay maaari ding humantong sa bahagyang discharge, lalo na sa mas mataas na rating ng boltahe. Sa pamamagitan ng pag-extrude ng isang layer ng semi-conductive na materyal (insulation shielding) sa panlabas na insulation surface, bumubuo ito ng equipotential surface na may metal sheath, na inaalis ang mga epekto ng electric field sa loob ng mga gaps at pinipigilan ang bahagyang discharge.

(2) Mga Pag-andar ng Metal Shielding

Ang mga function ng metal shielding ay kinabibilangan ng: pagsasagawa ng capacitive currents sa ilalim ng normal na mga kondisyon, nagsisilbing landas para sa short-circuit (fault) na mga alon, pagkulong sa electric field sa loob ng insulation (pagbabawas ng electromagnetic interference sa panlabas na kapaligiran), at pagtiyak ng pare-parehong electric field (radial electric field). Sa three-phase four-wire system, gumaganap din ito bilang neutral na linya, nagdadala ng hindi balanseng mga alon, at nagbibigay ng radial waterproofing.

3. Tungkol sa OW Cable

Bilang nangungunang supplier ng mga hilaw na materyales para sa wire at cable, ang OW Cable ay nagbibigay ng mataas na kalidad na cross-linked polyethylene (XLPE), copper tape, copper wire, at iba pang shielding na materyales na malawakang ginagamit sa paggawa ng mga power cable, communication cable, at mga espesyal na cable. Ang aming mga produkto ay sumusunod sa mga internasyonal na pamantayan, at kami ay nakatuon sa paghahatid ng maaasahang mga solusyon sa pagsasanggalang ng cable sa aming mga customer.


Oras ng post: Mar-24-2025