În produsele de cablu și sârmă, structurile de ecranare sunt împărțite în două concepte distincte: ecranare electromagnetică și ecranare câmp electric. Ecranarea electromagnetică este utilizată în principal pentru a preveni interferențele cu mediul extern cauzate de cablurile de semnal de înaltă frecvență (cum ar fi cablurile RF și cablurile electronice) sau pentru a bloca undele electromagnetice externe care interferează cu cablurile care transmit curenți slabi (cum ar fi cablurile de semnal și de măsurare), precum și pentru a reduce interferențele reciproce dintre cabluri. Ecranarea câmpului electric, pe de altă parte, este concepută pentru a echilibra câmpurile electrice puternice de pe suprafața conductorului sau de pe suprafața izolației cablurilor de alimentare de medie și înaltă tensiune.
1. Structura și cerințele straturilor de ecranare a câmpului electric
Ecranarea cablurilor de alimentare se împarte în ecranare conductor, ecranare izolație și ecranare metalică. Conform standardelor relevante, cablurile cu o tensiune nominală mai mare de 0,6/1 kV trebuie să aibă un strat de ecranare metalic, care poate fi aplicat pe miezurile izolate individual sau pe întregul miez al cablului. Pentru cablurile cu o tensiune nominală de cel puțin 3,6/6 kV care utilizează izolație XLPE (polietilenă reticulată) sau cablurile cu o tensiune nominală de cel puțin 3,6/6 kV care utilizează izolație subțire EPR (cauciuc etilenă-propilenă) (sau izolație groasă cu o tensiune nominală de cel puțin 6/10 kV), este necesară și o structură de ecranare semiconductoare interioară și exterioară.
(1) Ecranarea conductorului și ecranarea izolației
Ecranare conductor (ecranare semiconductoare interioară): Aceasta trebuie să fie nemetalică, constând dintr-un material semiconductor extrudat sau o combinație de bandă semiconductoare înfășurată în jurul conductorului, urmată de material semiconductor extrudat.
Ecranare izolatoare (ecranare semiconductoare exterioară): Aceasta este extrudată direct pe suprafața exterioară a fiecărui miez izolat și este lipită strâns de stratul de izolație sau se poate detașa de acesta.
Straturile semiconductoare interioare și exterioare extrudate trebuie să fie strâns lipite de izolație, cu o interfață netedă, fără urme vizibile de întindere a conductorilor, muchii ascuțite, particule, arsuri sau zgârieturi. Rezistența înainte și după îmbătrânire nu trebuie să depășească 1000 Ω·m pentru stratul de ecranare a conductorului și nu depășească 500 Ω·m pentru stratul de ecranare a izolației.
Materialele de ecranare semiconductoare interioare și exterioare sunt realizate prin amestecarea materialelor izolatoare corespunzătoare (cum ar fi polietilena reticulată (XLPE) și cauciucul etilenă-propilenă (EPR)) cu aditivi precum negru de fum, agenți anti-îmbătrânire și copolimer etilenă-acetat de vinil. Particulele de negru de fum ar trebui să fie distribuite uniform în polimer, fără aglomerare sau dispersie slabă.
Grosimea straturilor de ecranare semiconductoare interioare și exterioare crește odată cu tensiunea nominală. Deoarece intensitatea câmpului electric pe stratul de izolație este mai mare la interior și mai mică la exterior, grosimea straturilor de ecranare semiconductoare ar trebui să fie, de asemenea, mai groasă la interior și mai subțire la exterior. Pentru cablurile cu tensiuni nominale de 6~10~35 kV, grosimea stratului interior variază de obicei între 0,5~0,6~0,8 mm.
(2) Ecranare metalică
Cablurile cu o tensiune nominală mai mare de 0,6/1 kV trebuie să aibă un strat de ecranare metalic. Stratul de ecranare metalic trebuie să acopere exteriorul fiecărui miez izolat sau miezul cablului. Ecranarea metalică poate consta dintr-una sau mai multe benzi metalice, împletituri metalice, straturi concentrice de fire metalice sau o combinație de fire metalice și benzi.
În Europa și în țările dezvoltate, unde se utilizează sisteme cu dublu circuit cu împământare prin rezistență și curenții de scurtcircuit sunt mai mari, se utilizează adesea ecranarea cu fir de cupru. În China, sistemele de alimentare cu un singur circuit cu împământare prin bobină de suprimare a arcului sunt mai frecvente, așa că se utilizează de obicei ecranarea cu bandă de cupru. Producătorii de cabluri procesează benzile de cupru dur achiziționate prin tăiere și recoacere pentru a le înmuia înainte de utilizare. Benzile de cupru moale trebuie să respecte standardul GB/T11091-2005 „Benzi de cupru pentru cabluri”.
Ecranarea cu bandă de cupru trebuie să fie alcătuită dintr-un strat de bandă de cupru moale suprapusă sau două straturi de bandă de cupru moale înfășurată cu spații interschimbate. Rata medie de suprapunere trebuie să fie de 15% din lățimea benzii, cu o rată minimă de suprapunere de cel puțin 5%. Grosimea nominală a benzii de cupru trebuie să fie de cel puțin 0,12 mm pentru cablurile cu un singur fir și de cel puțin 0,10 mm pentru cablurile cu mai multe fire. Grosimea minimă trebuie să fie de cel puțin 90% din valoarea nominală.
Ecranarea din fire de cupru constă din fire de cupru moi înfășurate lejer, cu suprafața fixată cu fire sau benzi de cupru înfășurate invers. Rezistența sa trebuie să respecte standardul GB/T3956-2008 „Conductori de cabluri”, iar aria secțiunii transversale nominale trebuie determinată pe baza capacității curentului de defect.
2. Funcțiile straturilor de ecranare și relația acestora cu tensiunile nominale
(1) Funcțiile ecranării semiconductoare interioare și exterioare
Conductorii de cablu sunt de obicei alcătuiți din mai multe fire torsadate și compactate. În timpul extrudării izolației, golurile locale, bavurile sau neregularitățile de suprafață dintre suprafața conductorului și stratul de izolație pot provoca concentrarea câmpului electric, ducând la descărcare parțială și descărcare de tip arborescență, care degradează performanța electrică. Prin extrudarea unui strat de material semiconductor (ecranare a conductorului) între suprafața conductorului și stratul de izolație, acesta se poate lega strâns de izolație. Deoarece stratul semiconductor are același potențial ca și conductorul, orice goluri dintre ele nu vor experimenta efecte de câmp electric, prevenind astfel descărcarea parțială.
În mod similar, golurile dintre suprafața izolației exterioare și teaca metalică (sau ecranarea metalică) pot duce, de asemenea, la descărcare parțială, în special la tensiuni nominale mai mari. Prin extrudarea unui strat de material semiconductor (ecranare izolatoare) pe suprafața izolatoare exterioară, se formează o suprafață echipotențială cu teaca metalică, eliminând efectele câmpului electric din goluri și prevenind descărcarea parțială.
(2) Funcțiile ecranării metalice
Funcțiile ecranării metalice includ: conducerea curenților capacitivi în condiții normale, servirea ca o cale pentru curenții de scurtcircuit (defect), limitarea câmpului electric în interiorul izolației (reducerea interferențelor electromagnetice cu mediul extern) și asigurarea unor câmpuri electrice uniforme (câmpuri electrice radiale). În sistemele trifazate cu patru fire, aceasta acționează și ca linie neutră, transportând curenții dezechilibrați și asigurând impermeabilizarea radială.
3. Despre OW Cable
În calitate de furnizor important de materii prime pentru sârmă și cabluri, OW Cable oferă polietilenă reticulată (XLPE) de înaltă calitate, benzi de cupru, fire de cupru și alte materiale de ecranare utilizate pe scară largă în fabricarea cablurilor de alimentare, a cablurilor de comunicații și a cablurilor speciale. Produsele noastre respectă standardele internaționale și ne angajăm să oferim clienților noștri soluții fiabile de ecranare a cablurilor.
Data publicării: 24 martie 2025