金屬屏蔽層是中壓（3.6/6kV∽26/35kV））交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜中不行短少的結(jié)構(gòu),GB/T12706.2—2008和GB/T12706.3—2008第7部分規(guī)則一切電纜的絕緣線(xiàn)芯上應(yīng)有金屬屏蔽，能夠在單根絕緣線(xiàn)芯上也能夠在幾根絕緣線(xiàn)芯上包覆金屬屏蔽?？茖W(xué)規(guī)劃金屬屏蔽的結(jié)構(gòu)、精確核算屏蔽層所接受的短路電流并合理擬定屏蔽層加工工藝,對(duì)保證交聯(lián)電纜的質(zhì)量甚至整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)體系的安全具有至關(guān)重要的效果。

1 .金屬屏蔽的辦法和效果

中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜金屬屏蔽的辦法主要由銅帶搭蓋繞包屏蔽和疏繞銅絲屏蔽兩種辦法。

依據(jù)GB/T12706-2008 額外電壓6kV到35kV電纜的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，銅帶屏蔽辦法中的銅帶均勻搭蓋率不小于銅帶寬度的15%（標(biāo)稱(chēng)值），最小值不小于5%。請(qǐng)關(guān)注南方珠江電線(xiàn)電纜單芯電纜的銅帶厚度≥0.12mm,多芯電纜的均勻厚度≥0.10mm,銅帶最小厚度不小于標(biāo)稱(chēng)值的90%。銅絲屏蔽由疏繞的軟銅線(xiàn)組成，其外表應(yīng)由反向繞包的銅絲或銅帶扎緊，相鄰銅絲的均勻空隙應(yīng)不大于4mm。

電纜結(jié)構(gòu)上的屏蔽是一種改進(jìn)電場(chǎng)散布的辦法，金屬屏蔽的效果主要有以下幾個(gè)方面:

1、 電纜正常通電時(shí)金屬屏蔽層經(jīng)過(guò)電容電流，短路毛病時(shí)經(jīng)過(guò)短路電流。

2、 將電纜通電時(shí)引起的電磁場(chǎng)屏蔽在絕緣線(xiàn)芯內(nèi)，以削減對(duì)外界發(fā)生的電磁攪擾，金屬屏蔽層也起到約束外界電磁場(chǎng)對(duì)內(nèi)部發(fā)生的影響。

3、 電站維護(hù)體系要求外金屬屏蔽具有較好的防雷特性。

4、 均化電場(chǎng)，防止軸向放電。因?yàn)榘雽?dǎo)電層具有必定的電阻，當(dāng)金屬屏蔽層接地不良時(shí)，在電纜軸向因?yàn)殡娢簧⒉疾痪鶆蚨纬呻娎|沿面放電。

2. 金屬屏蔽截面積的核算

   為了保證體系發(fā)生短路時(shí)不燒壞金屬屏蔽層，有必要依據(jù)體系規(guī)劃詳細(xì)合理核算出短路容量，依據(jù)短路容量核算出金屬屏蔽層的截面巨細(xì)。金屬屏蔽層的截面積太小的話(huà)，當(dāng)短路電流經(jīng)過(guò)期就會(huì)發(fā)生過(guò)熱或燒斷，并損壞絕緣，所以在實(shí)踐使用中依據(jù)單相對(duì)地短路容量，挑選適宜截面積的金屬屏蔽。

① 對(duì)敷設(shè)在土壤中的電纜16mm2截面是答應(yīng)的。

② 對(duì)敷設(shè)在土壤中的單芯電纜16mm2截面是答應(yīng)的。

2.1銅帶屏蔽的截面積的核算

銅帶屏蔽的結(jié)構(gòu)規(guī)則的較為詳細(xì)，如銅帶的厚度、堆疊率等詳細(xì)工藝參數(shù)。銅帶的截面的寬度一般為30mm,或許35mm，我公司選用的是銅帶寬度為35mm。截面核算辦法依據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)有兩種：

（1）第1種依照IEC60949:

S=N·W·δ

式中：S--銅帶截面mm2

 N--銅帶層數(shù)

 W--銅帶寬度mm

 δ--銅帶厚度 mm

單芯電纜的銅帶截面為:1*35*0.12=4.2mm2,

三芯電纜的銅帶截面為：3*35*0.10=10.5mm2

用此種辦法核算銅帶的屏蔽截面與搭蓋率無(wú)關(guān)，與絕緣外徑無(wú)關(guān)，與銅帶寬度有關(guān)，與實(shí)踐狀況不契合。

（2）第2種依照環(huán)形截面核算:

S=π·(D+ N·δ)·N·δ/(1-K)

式中：S—銅帶截面 mm2 

D—屏蔽前外徑 mm

N—銅帶層數(shù)

δ—銅帶厚度 mm

K—堆疊率

用此種核算辦法能夠知道，銅帶的屏蔽截面與搭蓋率有關(guān)，與絕緣外徑有關(guān)，與銅帶寬度無(wú)關(guān)，與實(shí)踐狀況較為契合?？紤]到銅帶外表的氧化導(dǎo)致觸摸不良，銅帶之間的焊接接頭號(hào)要素，以上核算值乘以一個(gè)安全系數(shù)來(lái)核算接受的短路電流較為穩(wěn)當(dāng)。

2.2銅絲疏繞屏蔽的截面積核算

GB/T12706.3—2020 第10.2.3條款規(guī)則, 26/35kV 500 mm2 及以上電纜,其金屬屏蔽須選用疏繞銅絲+反向銅帶或銅絲結(jié)構(gòu);別的,若用戶(hù)對(duì)電纜接地毛病電流有特殊要求時(shí),亦選用該結(jié)構(gòu)。

銅絲截面積的核算：S=n(πd2/4),n為疏繞銅絲根數(shù)，d為疏繞銅絲單絲直徑。

3 .屏蔽工藝

屏蔽工序在中壓電纜出產(chǎn)進(jìn)程中相對(duì)比較簡(jiǎn)單，可是一些細(xì)節(jié)性的東西不注意的話(huà)也會(huì)對(duì)電纜質(zhì)量形成不行拯救的嚴(yán)峻后果。

3.1銅帶屏蔽工藝

屏蔽所用的銅帶有必要是韌煉充沛的軟銅帶,兩頭不答應(yīng)有卷邊或裂口等缺點(diǎn)。銅帶太硬會(huì)割破外半導(dǎo)電層,太軟也簡(jiǎn)單發(fā)皺。繞包時(shí),繞包頭視點(diǎn)要調(diào)好，包帶張力操控恰當(dāng),防止張力過(guò)緊。因電纜通電時(shí),絕緣會(huì)發(fā)熱而有所脹大,若銅帶繞的太緊話(huà),有或許形成銅帶嵌入絕緣屏蔽,或繃斷銅帶。屏蔽機(jī)收線(xiàn)盤(pán)的兩邊使用軟質(zhì)資料襯墊,不然,簡(jiǎn)單形成兩邊銅帶在本道或下道工序軋傷,嚴(yán)峻時(shí),決裂銅帶會(huì)刺入外屏蔽甚至絕緣,形成擊穿。銅帶接頭應(yīng)選用點(diǎn)焊,不宜選用錫焊,更不能選用插接或膠帶粘結(jié)或其他的一些等不標(biāo)準(zhǔn)操作。

銅帶搭蓋繞包方法，在電纜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)金屬屏蔽層間因?yàn)槠溆|摸面發(fā)生氧化物，以及曲折冷熱變形后削減了觸摸壓力，會(huì)形成觸摸電阻成倍增加，影響短路電流的容量和短路電流的導(dǎo)通。觸摸不良再加上熱脹冷縮曲折變形，將會(huì)直接損害外半導(dǎo)電層。銅帶金屬屏蔽應(yīng)與半導(dǎo)電層嚴(yán)密觸摸，使之杰出接地，但因?yàn)檫^(guò)熱脹大會(huì)導(dǎo)致銅帶弓形脹大變形以及半導(dǎo)電層損害，一切的這些狀況形成的不良接地均會(huì)使電纜局放功能下降。

假如銅帶屏蔽層開(kāi)裂或銅帶接頭處焊接不良導(dǎo)致開(kāi)裂，則有或許從銅帶屏蔽層非接地端流向接地端的充電電流會(huì)在銅帶屏蔽層開(kāi)裂處強(qiáng)行經(jīng)過(guò)外半導(dǎo)電層流過(guò)，該處外半導(dǎo)電層發(fā)熱，溫度上升。此刻溫度會(huì)很高，使銅帶屏蔽層開(kāi)裂處的外半導(dǎo)電層急劇老化。假如上述狀況繼續(xù)繼續(xù)發(fā)展，外半導(dǎo)電層的電阻進(jìn)一步增大，在銅帶屏蔽層開(kāi)裂處，銅帶屏蔽層非接地端與接地端之間發(fā)生的電位差的效果下，發(fā)生的放電現(xiàn)象進(jìn)一步加快電纜從絕緣體表層開(kāi)端老化。因而，在銅帶屏蔽層開(kāi)裂后，其開(kāi)裂處電纜絕緣會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生老化，直至絕緣損壞。由此可見(jiàn)銅帶屏蔽工藝在中壓電纜出產(chǎn)進(jìn)程中也是適當(dāng)重要的。

3.2銅絲屏蔽工藝

若選用疏繞銅絲屏蔽結(jié)構(gòu),假如銅絲直接環(huán)繞在外屏外表會(huì)很簡(jiǎn)單勒進(jìn)去,嚴(yán)峻時(shí)損害到絕緣,導(dǎo)致電纜擊穿，所以有必要在擠出半導(dǎo)電外屏蔽層后繞包1～2層半導(dǎo)電尼龍帶。

選用疏繞銅絲屏蔽結(jié)構(gòu)不會(huì)有銅帶搭蓋間的氧化層，曲折變形小，熱脹大變形也少，觸摸電阻不至于成倍增加，一切的這些狀況都有利于改進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)電纜的電功能、機(jī)械功能和熱功能。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，國(guó)外大都選用銅絲屏蔽結(jié)構(gòu)方法。

4 .短路電流

依據(jù)IEC 60949,屏蔽層短路電流的核算公式為:

I2*t =ε2 *K2*S2*ln[ (θf +β)/(θi +β)]ε—非絕熱要素的核算,關(guān)于疏繞銅絲屏蔽結(jié)構(gòu)可拜見(jiàn)IEC 60949第5.1和5.3 條，銅帶屏蔽可拜見(jiàn)IEC60949第6.1和6.2條；

K—與載流體有關(guān)的常數(shù)；

s-屏蔽截面S核算取得；

β-溫度系數(shù)的倒數(shù)-20,關(guān)于銅取234.5,℃；也可從IEC60949表1中查得；

θi--屏蔽層短路開(kāi)始溫度θi 與電纜的類(lèi)型、電壓等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、敷設(shè)辦法和敷設(shè)環(huán)境等均有關(guān),一般取90℃，其間單芯電纜的散熱條件要優(yōu)于三芯電纜,取值范圍在60～80 ℃,當(dāng)然不同的文獻(xiàn)有不同的說(shuō)法，詳細(xì)怎樣取值仍是值得去研討的。

θf--關(guān)于交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,一般狀況下取250℃；

5 .結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,了解金屬屏蔽層的效果對(duì)出產(chǎn)中壓電纜進(jìn)程操控有著很重要的指導(dǎo)意義。完善的屏蔽制作工藝以及屏蔽截面的合理規(guī)劃和核算是保證交聯(lián)電纜金屬屏蔽質(zhì)量重要的手法。