屏蔽環(huán)保電纜的屏蔽層在設(shè)計和材料選擇上需具備耐受電壓諧波的能力,主要通過金屬屏蔽層和半導(dǎo)電屏蔽層實現(xiàn),其性能需符合相關(guān)標準要求,具體說明如下:
屏蔽層結(jié)構(gòu)與材料對電壓諧波的耐受性
金屬屏蔽層:通常采用銅帶、銅絲編織或鋁塑復(fù)合帶等金屬材料,這些材料具有良好的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能。金屬屏蔽層能夠均勻電場,減少因電壓諧波引起的電場集中現(xiàn)象,從而降低局部放電的風險。
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,由擠包的半導(dǎo)電料或在導(dǎo)體上先包半導(dǎo)電帶再擠包半導(dǎo)電料組成。半導(dǎo)電屏蔽層能夠填充導(dǎo)體表面和絕緣層之間的微小氣隙,避免因氣隙放電導(dǎo)致的絕緣性能下降,從而提高電纜對電壓諧波的耐受能力。
屏蔽層耐電壓諧波的相關(guān)標準與測試
標準要求:
根據(jù)相關(guān)標準(如GB12972.6-91),屏蔽電纜需經(jīng)受工頻交流電壓試驗,動力線芯需承受11.0kV/5min的耐壓測試,以確保屏蔽層在長期使用中的絕緣性能。
屏蔽層或監(jiān)視層的過渡電阻應(yīng)不大于3kΩ,以限制電流在屏蔽層中的流動,減少因電壓諧波引起的能量損耗和發(fā)熱。
測試方法:
局部放電實驗:在1.5U?(U?為額定電壓)條件下,放電量應(yīng)不大于20pC,以驗證屏蔽層在電壓諧波作用下的局部放電性能。
介質(zhì)損耗角正切試驗:在U?時,介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)應(yīng)不大于0.035,以評估屏蔽層在電壓諧波作用下的能量損耗程度。
實際應(yīng)用中的耐電壓諧波能力
高頻通信領(lǐng)域:在高頻通信電纜中,屏蔽層需具備更高的屏蔽效能和更低的轉(zhuǎn)移阻抗,以減少電壓諧波對信號傳輸?shù)母蓴_。例如,采用雙層編織屏蔽或三層屏蔽(兩層編織屏蔽中間加一層箔狀屏蔽)的電纜,其屏蔽效果可達到-75dB至-100dB,能夠有效抑制電壓諧波引起的電磁干擾。
電力傳輸領(lǐng)域:在電力電纜中,屏蔽層需承受更高的電壓和更大的電流,因此需采用更厚的金屬屏蔽層和更完善的半導(dǎo)電屏蔽層結(jié)構(gòu)。例如,在6kV及以上的中高壓電力電纜中,通常采用內(nèi)、外半導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu),以均勻電場并減少局部放電的風險。
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