In draad- en kabelproducten worden afschermingsstructuren onderverdeeld in twee verschillende concepten: elektromagnetische afscherming en afscherming tegen elektrische velden. Elektromagnetische afscherming wordt voornamelijk gebruikt om te voorkomen dat hoogfrequente signaalkabels (zoals RF-kabels en elektronische kabels) interferentie veroorzaken in de externe omgeving, of om te voorkomen dat externe elektromagnetische golven interferentie veroorzaken met kabels die zwakke stromen overbrengen (zoals signaal- en meetkabels), en om wederzijdse interferentie tussen kabels te verminderen. Afscherming tegen elektrische velden daarentegen is ontworpen om de sterke elektrische velden op het geleideroppervlak of isolatieoppervlak van midden- en hoogspanningskabels te balanceren.
1. Structuur en vereisten van afschermingslagen tegen elektrische velden
De afscherming van stroomkabels wordt onderverdeeld in geleiderafscherming, isolatieafscherming en metaalafscherming. Volgens de relevante normen moeten kabels met een nominale spanning hoger dan 0,6/1 kV een metalen afschermlaag hebben, die kan worden aangebracht op afzonderlijke geïsoleerde aders of op de gehele kabelkern. Voor kabels met een nominale spanning van minimaal 3,6/6 kV met XLPE-isolatie (crosslinked polyethyleen), of kabels met een nominale spanning van minimaal 3,6/6 kV met dunne EPR-isolatie (ethyleenpropyleenrubber) (of dikke isolatie met een nominale spanning van minimaal 6/10 kV), is ook een halfgeleidende afschermingsstructuur aan de binnen- en buitenkant vereist.
(1) Geleiderafscherming en isolatieafscherming
Afscherming van geleiders (binnenste halfgeleidende afscherming): Deze moet niet-metalen zijn en bestaan uit geëxtrudeerd halfgeleidend materiaal of een combinatie van halfgeleidende tape die om de geleider is gewikkeld, gevolgd door geëxtrudeerd halfgeleidend materiaal.
Isolatieafscherming (buitenste halfgeleidende afscherming): Deze wordt rechtstreeks op het buitenoppervlak van elke geïsoleerde kern geëxtrudeerd en is stevig verbonden met de isolatielaag of kan ervan worden verwijderd.
De geëxtrudeerde binnenste en buitenste halfgeleidende lagen moeten stevig aan de isolatie worden gehecht, met een gladde interface zonder zichtbare geleidersporen, scherpe randen, deeltjes, schroeiplekken of krassen. De soortelijke weerstand vóór en na veroudering mag niet meer bedragen dan 1000 Ω·m voor de geleiderafschermingslaag en niet meer dan 500 Ω·m voor de isolatieafschermingslaag.
De binnen- en buitenzijde van de halfgeleidende afschermingsmaterialen worden gemaakt door overeenkomstige isolatiematerialen (zoals vernet polyethyleen (XLPE) en ethyleenpropyleenrubber (EPR)) te mengen met additieven zoals roet, antiverouderingsmiddelen en ethyleenvinylacetaatcopolymeer. De roetdeeltjes moeten gelijkmatig verdeeld zijn in het polymeer, zonder agglomeratie of slechte dispersie.
De dikte van de binnenste en buitenste halfgeleidende afschermingslagen neemt toe met de nominale spanning. Omdat de elektrische veldsterkte van de isolatielaag aan de binnenkant hoger is en aan de buitenkant lager, moet de dikte van de halfgeleidende afschermingslagen ook aan de binnenkant dikker en aan de buitenkant dunner zijn. Voor kabels met een nominale spanning van 6, 10 en 35 kV varieert de dikte van de binnenste laag doorgaans van 0,5 tot 0,6 tot 0,8 mm.
(2) Metalen afscherming
Kabels met een nominale spanning hoger dan 0,6/1 kV moeten een metalen afschermlaag hebben. Deze metalen afschermlaag moet de buitenkant van elke geïsoleerde ader of de kabelkern bedekken. Metalen afscherming kan bestaan uit een of meer metalen tapes, metalen vlechten, concentrische lagen metaaldraden of een combinatie van metaaldraden en tapes.
In Europa en ontwikkelde landen, waar weerstandsgeaarde dual-circuitsystemen worden gebruikt en de kortsluitstromen hoger zijn, wordt vaak koperdraadafscherming gebruikt. In China zijn enkelcircuitvoedingen met boogonderdrukking en spoelgeaard vaker gebruikelijk, dus wordt meestal koperdraadafscherming gebruikt. Kabelfabrikanten verwerken ingekochte harde kopertapes door ze te snijden en te gloeien om ze zachter te maken vóór gebruik. De zachte kopertapes moeten voldoen aan de GB/T11091-2005-norm "Kopertapes voor kabels".
Afscherming met kopertape moet bestaan uit één overlappende laag zacht kopertape of twee lagen zacht kopertape met tussenruimtes. De gemiddelde overlapping moet 15% van de tapebreedte bedragen, met een minimale overlapping van minimaal 5%. De nominale dikte van de kopertape mag niet minder zijn dan 0,12 mm voor eenaderige kabels en niet minder dan 0,10 mm voor meeraderige kabels. De minimale dikte mag niet minder zijn dan 90% van de nominale waarde.
Afscherming van koperdraad bestaat uit losjes gewikkelde, zachte koperdraden, waarvan het oppervlak is vastgezet met omgekeerd gewikkelde koperdraden of tape. De weerstand moet voldoen aan de GB/T3956-2008-norm "Geleiders van kabels" en de nominale doorsnede moet worden bepaald op basis van de lekstroomcapaciteit.
2. Functies van afschermingslagen en hun relatie met spanningswaarden
(1) Functies van binnen- en buitenhalfgeleidende afscherming
Kabelgeleiders bestaan doorgaans uit meerdere geslagen en samengeperste draden. Tijdens het extruderen van de isolatie kunnen lokale openingen, bramen of oppervlakteonregelmatigheden tussen het geleideroppervlak en de isolatielaag elektrische veldconcentratie veroorzaken, wat leidt tot gedeeltelijke ontlading en treeing-ontlading, wat de elektrische prestaties verslechtert. Door een laag halfgeleidend materiaal (geleiderafscherming) tussen het geleideroppervlak en de isolatielaag te extruderen, kan deze een sterke verbinding met de isolatie vormen. Omdat de halfgeleidende laag hetzelfde potentiaal heeft als de geleider, zullen eventuele openingen ertussen geen elektrische veldeffecten ondervinden, waardoor gedeeltelijke ontlading wordt voorkomen.
Ook openingen tussen het buitenste isolatieoppervlak en de metalen mantel (of metalen afscherming) kunnen leiden tot gedeeltelijke ontlading, vooral bij hogere spanningen. Door een laag halfgeleidend materiaal (isolatieafscherming) op het buitenste isolatieoppervlak te extruderen, vormt dit een equipotentiaaloppervlak met de metalen mantel, waardoor elektrische veldeffecten in de openingen worden geëlimineerd en gedeeltelijke ontlading wordt voorkomen.
(2) Functies van metaalafscherming
De functies van metalen afscherming omvatten: het geleiden van capacitieve stromen onder normale omstandigheden, het dienen als een pad voor kortsluitstromen (foutstromen), het beperken van het elektrische veld binnen de isolatie (vermindering van elektromagnetische interferentie met de externe omgeving) en het zorgen voor uniforme elektrische velden (radiale elektrische velden). In driefasen-vierdraadssystemen fungeert het tevens als neutrale lijn, die ongebalanceerde stromen geleidt en radiale waterdichtheid biedt.
3. Over OW Cable
Als toonaangevende leverancier van grondstoffen voor draad en kabel levert OW Cable hoogwaardig vernet polyethyleen (XLPE), kopertapes, koperdraden en andere afschermingsmaterialen die veel worden gebruikt bij de productie van stroomkabels, communicatiekabels en speciale kabels. Onze producten voldoen aan internationale normen en we streven ernaar onze klanten betrouwbare oplossingen voor kabelafscherming te bieden.
Plaatsingstijd: 24-03-2025