В кабелните и проводникови продукти екраниращите структури се разделят на две различни концепции: електромагнитно екраниране и екраниране на електрическо поле. Електромагнитното екраниране се използва предимно за предотвратяване на смущения във външната среда от високочестотни сигнални кабели (като радиочестотни кабели и електронни кабели) или за блокиране на външни електромагнитни вълни от смущения в кабели, предаващи слаби токове (като сигнални и измервателни кабели), както и за намаляване на взаимните смущения между кабелите. Екранирането на електрическо поле, от друга страна, е предназначено да балансира силните електрически полета върху повърхността на проводника или изолационната повърхност на силови кабели със средно и високо напрежение.
1. Структура и изисквания към слоевете за екраниране на електрическото поле
Екранирането на силови кабели се разделя на екраниране на проводници, екраниране на изолация и метално екраниране. Съгласно съответните стандарти, кабелите с номинално напрежение по-голямо от 0,6/1 kV трябва да имат метален екраниращ слой, който може да се нанесе върху отделни изолирани жила или върху цялото жило на кабела. За кабели с номинално напрежение най-малко 3,6/6 kV, използващи изолация от XLPE (омрежен полиетилен), или кабели с номинално напрежение най-малко 3,6/6 kV, използващи тънка изолация от EPR (етиленпропиленов каучук) (или дебела изолация с номинално напрежение най-малко 6/10 kV), се изисква също вътрешна и външна полупроводникова екранираща структура.
(1) Екраниране на проводника и изолационно екраниране
Екраниране на проводника (вътрешно полупроводящо екраниране): То трябва да е неметално, състоящо се от екструдиран полупроводящ материал или комбинация от полупроводяща лента, увита около проводника, последвана от екструдиран полупроводящ материал.
Изолационно екраниране (външно полупроводящо екраниране): То се екструдира директно върху външната повърхност на всяко изолирано ядро и е плътно свързано или може да се отлепи от изолационния слой.
Екструдираните вътрешен и външен полупроводников слой трябва да са плътно свързани с изолацията, с гладка повърхност без забележими следи от усукаване на проводника, остри ръбове, частици, изгаряния или драскотини. Съпротивлението преди и след стареене трябва да бъде не повече от 1000 Ω·m за екраниращия слой на проводника и не повече от 500 Ω·m за екраниращия слой на изолацията.
Вътрешните и външните полупроводникови екраниращи материали се изработват чрез смесване на съответните изолационни материали (като омрежен полиетилен (XLPE) и етиленпропиленов каучук (EPR)) с добавки като сажди, агенти против стареене и съполимер етилен-винилацетат. Частиците на саждите трябва да бъдат равномерно разпределени в полимера, без агломерация или лоша дисперсия.
Дебелината на вътрешния и външния полупроводников екраниращ слой се увеличава с номиналното напрежение. Тъй като силата на електрическото поле върху изолационния слой е по-висока от вътрешната страна и по-ниска от външната страна, дебелината на полупроводниковите екраниращи слоеве също трябва да бъде по-дебела от вътрешната страна и по-тънка от външната страна. За кабели с номинално напрежение 6~10~35 kV, дебелината на вътрешния слой обикновено варира от 0,5~0,6~0,8 mm.
(2) Метално екраниране
Кабели с номинално напрежение по-голямо от 0,6/1 kV трябва да имат метален екраниращ слой. Металният екраниращ слой трябва да покрива външната страна на всяко изолирано жило или на жилото на кабела. Металното екраниране може да се състои от една или повече метални ленти, метални оплетки, концентрични слоеве метални проводници или комбинация от метални проводници и ленти.
В Европа и развитите страни, където се използват двуверижни системи със заземяване чрез съпротивление и токовете на късо съединение са по-високи, често се използва екраниране с медна тел. В Китай по-често срещани са едноверижните захранващи системи със заземяване с дъгогасителна бобина, така че обикновено се използва екраниране с медна лента. Производителите на кабели обработват закупените твърди медни ленти чрез нарязване и отгряване, за да ги омекнат преди употреба. Меките медни ленти трябва да отговарят на стандарта GB/T11091-2005 „Медни ленти за кабели“.
Медната лентова екранировка трябва да се състои от един слой припокриваща се мека медна лента или два слоя мека медна лента, обвита с празнини. Средният процент на припокриване трябва да бъде 15% от ширината на лентата, с минимален процент на припокриване не по-малък от 5%. Номиналната дебелина на медната лента трябва да бъде не по-малка от 0,12 мм за едножилни кабели и не по-малка от 0,10 мм за многожилни кабели. Минималната дебелина трябва да бъде не по-малка от 90% от номиналната стойност.
Медната екранировка се състои от свободно навити меки медни проводници, чиято повърхност е закрепена с обратно навити медни проводници или ленти. Съпротивлението ѝ трябва да отговаря на стандарта GB/T3956-2008 „Проводници за кабели“, а номиналното ѝ напречно сечение трябва да се определи въз основа на капацитета на ток на повреда.
2. Функции на екраниращите слоеве и тяхната връзка с номиналното напрежение
(1) Функции на вътрешното и външното полупроводниково екраниране
Кабелните проводници обикновено са съставени от многожилни и компактни жици. По време на екструдиране на изолацията, локални пролуки, грапавини или повърхностни неравности между повърхността на проводника и изолационния слой могат да причинят концентрация на електрическо поле, което води до частичен разряд и дървовиден разряд, които влошават електрическите характеристики. Чрез екструдиране на слой от полупроводников материал (екраниране на проводника) между повърхността на проводника и изолационния слой, той може да се свърже здраво с изолацията. Тъй като полупроводниковият слой е със същия потенциал като проводника, всички пролуки между тях няма да бъдат подложени на въздействието на електрическо поле, като по този начин се предотвратява частичен разряд.
По подобен начин, пролуките между външната изолационна повърхност и металната обвивка (или металното екраниране) също могат да доведат до частичен разряд, особено при по-високи напрежения. Чрез екструдиране на слой от полупроводников материал (изолационно екраниране) върху външната изолационна повърхност, той образува еквипотенциална повърхност с металната обвивка, елиминирайки ефектите на електрическото поле в пролуките и предотвратявайки частичния разряд.
(2) Функции на металното екраниране
Функциите на металното екраниране включват: провеждане на капацитивни токове при нормални условия, служене като път за токове на късо съединение (повреда), ограничаване на електрическото поле в изолацията (намаляване на електромагнитните смущения във външната среда) и осигуряване на равномерни електрически полета (радиални електрически полета). В трифазни четирипроводни системи то действа и като неутрална линия, пренасяйки небалансирани токове, и осигурява радиална хидроизолация.
3. Относно OW Cable
Като водещ доставчик на суровини за проводници и кабели, OW Cable предлага висококачествен омрежен полиетилен (XLPE), медни ленти, медни проводници и други екраниращи материали, широко използвани в производството на силови кабели, комуникационни кабели и специални кабели. Нашите продукти отговарят на международните стандарти и ние сме ангажирани да предоставяме надеждни решения за екраниране на кабели на нашите клиенти.
Време на публикуване: 24 март 2025 г.