Ang shielding na ginagamit sa wire at cable na mga produkto ay may dalawang ganap na magkaibang konsepto: electromagnetic shielding at electric field shielding. Ang electromagnetic shielding ay idinisenyo upang maiwasan ang mga cable na nagpapadala ng mga high-frequency na signal (tulad ng mga RF cable at electronic cable) na magdulot ng panlabas na interference o upang harangan ang mga panlabas na electromagnetic wave na makagambala sa mga cable na nagpapadala ng mahinang alon (gaya ng signal o mga kable ng pagsukat), pati na rin upang mabawasan ang crosstalk sa pagitan ng mga wire. Ang electric field shielding ay idinisenyo upang balansehin ang malakas na electric field sa ibabaw ng conductor o ang insulation surface ng medium- at high-voltage na mga kable ng kuryente.
1. Istraktura at Mga Kinakailangan ng Electric Field Shielding Layers
Kasama sa shielding ng mga power cable ang conductor shielding, insulation shielding, at metallic shielding. Ayon sa mga kaugnay na pamantayan, ang mga cable na may rate na boltahe na higit sa 0.6/1kV ay dapat magkaroon ng metallic shielding layer, na maaaring ilapat sa bawat insulated core o sa multi-core stranded cable core. Para sa XLPE-insulated cables na may rated voltage na hindi bababa sa 3.6/6kV at EPR thin-insulated cables na may rated voltage na hindi bababa sa 3.6/6kV (o thick-insulated cables na may rated voltage na hindi bababa sa 6/10kV), kinakailangan din ang panloob at panlabas na semi-conductive shielding structures.
(1) Conductor Shielding at Insulation Shielding
Conductor shielding (inner semi-conductive shielding) ay dapat na non-metallic, na binubuo ng extruded semi-conductive material o semi-conductive tape na nakabalot sa conductor na sinusundan ng extruded semi-conductive layer.
Ang insulation shielding (outer semi-conductive shielding) ay isang non-metallic semi-conductive layer na direktang pinalabas sa panlabas na ibabaw ng bawat insulated core, na maaaring mahigpit na nakagapos o nababalatan mula sa insulation. Ang mga extruded na panloob at panlabas na semi-conductive na mga layer ay dapat na mahigpit na nakagapos sa pagkakabukod, na may makinis na mga interface, walang halatang strand mark, at walang matulis na mga gilid, particle, scorch mark, o mga gasgas. Ang resistivity bago at pagkatapos ng pagtanda ay hindi dapat lumampas sa 1000 Ω·m para sa conductor shielding layer at 500 Ω·m para sa insulation shielding layer.
Ang panloob at panlabas na semi-conductive shielding na materyales ay ginawa sa pamamagitan ng paghahalo ng mga kaukulang insulation materials (tulad ng cross-linked polyethylene, ethylene-propylene rubber, atbp.) na may carbon black, antioxidants, ethylene-vinyl acetate copolymer, at iba pang additives. Ang mga carbon black particle ay dapat na pantay na nakakalat sa loob ng polimer, nang walang pagtitipon o mahinang pagpapakalat.
Ang kapal ng panloob at panlabas na semi-conductive shielding layer ay tumataas sa antas 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 malaki sa loob kaysa sa labas. Noong nakaraan, ang panlabas na semi-conductive shielding ay ginawang bahagyang mas makapal kaysa sa panloob upang maiwasan ang mga gasgas dahil sa mahinang sag control o mga butas na dulot ng sobrang matigas na copper tape. Ngayon, na may online na awtomatikong sag monitoring at annealed soft copper tape, ang panloob na semi-conductive shielding layer ay dapat gawing mas makapal o katumbas ng panlabas na layer. Para sa 6–10–35 kV cable, ang kapal ng panloob na layer ay karaniwang 0.5–0.6–0.8 mm.
(2) Metallic Shielding
Ang mga cable na may naka-rate na boltahe na higit sa 0.6/1kV ay dapat na may metalikong shielding layer. Dapat ilapat ang metallic shielding layer sa bawat insulated core o cable core. Ang metalikong kalasag ay dapat na binubuo ng isa o higit pang metal tape, metal braids, concentric layers ng metal wires, o kumbinasyon ng metal wires at metal tapes.
Sa Europa at iba pang mauunlad na bansa, dahil sa paggamit ng resistance-grounded double-circuit system na may mas mataas na short-circuit currents, karaniwang ginagamit ang copper wire shielding. Ang ilang mga tagagawa ay nag-embed ng mga wire na tanso sa separation sheath o outer sheath upang bawasan ang diameter ng cable. Sa China, maliban sa ilang pangunahing proyekto na gumagamit ng resistance-grounded double-circuit system, karamihan sa mga system ay gumagamit ng arc-suppression coil-grounded single-circuit power supply, na naglilimita sa short-circuit current sa pinakamababa, kaya maaaring gamitin ang copper tape shielding. Pinoproseso ng mga pabrika ng cable ang biniling matigas na mga teyp na tanso sa pamamagitan ng paghiwa at pagsusubo upang makamit ang isang tiyak na pagpahaba at lakas ng makunat (masyadong matigas ay makalmot ang layer ng panangga sa pagkakabukod, masyadong malambot ay kulubot) bago gamitin. Ang mga soft copper tape ay dapat sumunod sa GB/T11091-2005 Copper Tape for Cables.
Ang copper tape shielding ay dapat binubuo ng isang layer ng overlapped soft copper tape o dalawang layer ng helicically wrapped soft copper tape na may mga puwang. Ang average na overlap rate ng copper tape ay dapat na 15% ng lapad nito (nominal value), at ang minimum na overlap rate ay hindi dapat mas mababa 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 ng copper tape ay hindi dapat mas mababa sa 90% ng nominal na halaga. Depende sa panlabas na diameter ng insulation shielding (≤25 mm o >25 mm), ang lapad ng copper tape ay karaniwang 30–35 mm.
Ang copper wire shielding ay gawa sa helicically wound soft copper wire, na sinigurado ng isang counter-helical wrapping ng mga copper wire o copper tape. Ang paglaban nito ay dapat matugunan ang mga kinakailangan ng GB/T3956-2008 Conductors of Cables, at ang nominal na cross-sectional area nito ay dapat matukoy ayon sa kasalukuyang kapasidad ng fault. Maaaring ilapat ang copper wire shielding sa ibabaw ng inner sheath ng tatlong-core cable o direkta sa ibabaw ng insulation, outer semi-conductive shielding layer, o isang naaangkop na inner sheath ng single-core cable. Ang average na agwat sa pagitan ng mga katabing tansong wire ay hindi dapat lumampas sa 4 mm. Ang average na gap G ay kinakalkula gamit ang formula:
saan:
D – diameter ng cable core sa ilalim ng copper wire shielding, sa mm;
d - diameter ng tansong kawad, sa mm;
n – bilang ng mga wire na tanso.
2. Ang Tungkulin ng Pagprotekta sa Mga Layer at Ang Kaugnayan Nito sa Mga Antas ng Boltahe
(1) Tungkulin ng Panloob at Panlabas na Semi-Conductive Shielding
Ang mga cable conductor ay karaniwang siksik mula sa maraming stranded wire. Sa panahon ng insulation extrusion, ang mga gaps, burr, at iba pang mga iregularidad sa ibabaw ay maaaring umiral sa pagitan ng conductor surface at ng insulation layer, na nagiging sanhi ng electric field concentration, na humahantong sa lokal na air gap discharge at treeing discharge, at pagbabawas ng dielectric na pagganap. Sa pamamagitan ng pag-extruding ng isang layer ng semi-conductive na materyal (conductor shielding) sa ibabaw ng conductor, tinitiyak nito ang mahigpit na pakikipag-ugnay sa pagkakabukod. Dahil ang semi-conductive layer at ang conductor ay nasa parehong potensyal, kahit na may mga puwang sa pagitan ng mga ito, hindi magkakaroon ng electric field action, at sa gayon ay mapipigilan ang bahagyang discharges.
Katulad nito, may mga puwang sa pagitan ng panlabas na insulation surface at ng metal na kaluban (o metallic shielding), at kung mas mataas ang antas ng boltahe, mas malamang na ang air gap discharge ay magaganap. Sa pamamagitan ng pag-extruding ng isang semi-conductive na layer (insulation shielding) sa panlabas na insulation surface, isang panlabas na equipotential na ibabaw ay nabuo na may metal na kaluban, na nag-aalis ng mga electric field sa mga puwang at pinipigilan ang mga bahagyang discharge.
(2) Tungkulin ng Metallic Shielding
Ang mga function ng metallic shielding ay kinabibilangan ng: nagdadala ng capacitive current sa ilalim ng normal na mga kondisyon, na nagsisilbing landas para sa short-circuit current sa panahon ng mga fault; pagkulong sa electric field sa loob ng insulation (pagbabawas ng panlabas na electromagnetic interference) at pagtiyak ng pare-parehong radial electric field; kumikilos bilang neutral na linya sa tatlong-phase na four-wire system upang magdala ng hindi balanseng kasalukuyang; at pagbibigay ng radial water-blocking protection.
Oras ng post: Hul-28-2025