屏蔽環(huán)保電纜的屏蔽層通過合理設(shè)計(jì)(如采用半導(dǎo)電屏蔽層與金屬屏蔽層組合)和嚴(yán)格工藝控制,可有效耐受電壓閃絡(luò),確保電纜在額定電壓及過電壓條件下的安全運(yùn)行,以下是具體分析:
屏蔽層耐電壓閃絡(luò)的原理
半導(dǎo)電屏蔽層的作用:
均勻電場分布:電纜導(dǎo)體由多股導(dǎo)線絞合而成,與絕緣層之間易形成氣隙,導(dǎo)致電場集中。半導(dǎo)電屏蔽層(分為內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層和外半導(dǎo)電屏蔽層)通過其電阻率低且厚度薄的特點(diǎn),均勻線芯外表面和絕緣層外表面的電場,避免因電場集中而引發(fā)的局部放電和電壓閃絡(luò)。
防止局部放電:內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層與被屏蔽的導(dǎo)體等電位,并與絕緣層良好接觸,從而避免在導(dǎo)體與絕緣層之間發(fā)生局部放電。外半導(dǎo)電屏蔽層與絕緣層外表面接觸良好,且與金屬護(hù)套等電位,避免在絕緣層與護(hù)套之間發(fā)生局部放電。
金屬屏蔽層的作用:
屏蔽電場:金屬屏蔽層(如銅帶或銅絲繞包而成)能夠屏蔽電場,防止電纜內(nèi)部的電磁波泄露到外部環(huán)境中,同時(shí)阻止外部電磁干擾進(jìn)入電纜內(nèi)部。
承受故障電流:在電纜發(fā)生故障時(shí),金屬屏蔽層能夠承受故障電流,將電流引入大地,從而保護(hù)電纜和設(shè)備的安全。
屏蔽層耐電壓閃絡(luò)的設(shè)計(jì)要求
材料選擇:
半導(dǎo)電屏蔽層應(yīng)選用電阻率低、厚度均勻的半導(dǎo)電材料,以確保其均勻電場和防止局部放電的效果。
金屬屏蔽層應(yīng)選用導(dǎo)電性能良好的金屬材料(如銅),并確保其厚度和搭蓋率滿足設(shè)計(jì)要求,以提供足夠的屏蔽效能和承受故障電流的能力。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
對于6kV及以上的中高壓電力電纜,一般應(yīng)設(shè)置導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層,以均勻?qū)щ娋€芯和絕緣電場。
對于沒有金屬護(hù)套的中低壓電力電纜,除了設(shè)置半導(dǎo)電屏蔽層外,還應(yīng)增加金屬屏蔽層,以提高電纜的耐電壓閃絡(luò)能力。
工藝控制:
在生產(chǎn)過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制半導(dǎo)電屏蔽層和金屬屏蔽層的厚度、搭蓋率等參數(shù),確保其滿足設(shè)計(jì)要求。
同時(shí),應(yīng)避免屏蔽層在生產(chǎn)過程中受到損傷或污染,以免影響其耐電壓閃絡(luò)性能。
實(shí)際應(yīng)用案例
以6kV及以上的XLPE絕緣電纜為例,該類電纜通常采用內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu),并包覆金屬屏蔽層。在實(shí)際運(yùn)行中,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠有效地均勻電場分布、防止局部放電和電壓閃絡(luò),確保電纜在額定電壓及過電壓條件下的安全運(yùn)行。
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