Perisai yang digunakan dalam produk wayar dan kabel mempunyai dua konsep yang sama sekali berbeza: perisai elektromagnet dan perisai medan elektrik. Perisai elektromagnet direka bentuk untuk menghalang kabel menghantar isyarat frekuensi tinggi (seperti kabel RF dan kabel elektronik) daripada menyebabkan gangguan luaran atau menghalang gelombang elektromagnet luaran daripada mengganggu kabel yang menghantar arus lemah (seperti kabel isyarat atau pengukuran), serta mengurangkan crosstalk antara wayar. Perisai medan elektrik direka untuk mengimbangi medan elektrik yang kuat pada permukaan konduktor atau permukaan penebat kabel kuasa voltan sederhana dan tinggi.
1. Struktur dan Keperluan Lapisan Perisai Medan Elektrik
Perisai kabel kuasa termasuk perisai konduktor, perisai penebat dan perisai logam. Mengikut piawaian yang berkaitan, kabel dengan voltan terkadar lebih besar daripada 0.6/1kV harus mempunyai lapisan perisai logam, yang boleh digunakan pada setiap teras berpenebat atau pada teras kabel terkandas berbilang teras. Untuk kabel berpenebat XLPE dengan voltan berkadar tidak kurang daripada 3.6/6kV dan kabel berpenebat nipis EPR dengan voltan berkadar tidak kurang daripada 3.6/6kV (atau kabel berpenebat tebal dengan voltan undian tidak kurang daripada 6/10kV), struktur perisai separa konduktif dalam dan luar juga diperlukan.
(1) Perisai Konduktor dan Perisai Penebat
Perisai konduktor (perisai separa konduktif dalam) hendaklah bukan logam, terdiri daripada bahan separa konduktif tersemperit atau pita separa pengalir yang dibalut di sekeliling konduktor diikuti dengan lapisan separa konduktif tersemperit.
Perisai penebat (perisai separa konduktif luar) ialah lapisan separa pengalir bukan logam yang tersemperit terus ke permukaan luar setiap teras berpenebat, yang sama ada boleh diikat rapat atau boleh dikupas daripada penebat. Lapisan separa konduktif dalam dan luar yang tersemperit hendaklah diikat rapat pada penebat, dengan antara muka yang licin, tiada tanda helai yang jelas, dan tiada tepi tajam, zarah, kesan hangus atau calar. Kerintangan sebelum dan selepas penuaan tidak boleh melebihi 1000 Ω·m untuk lapisan pelindung konduktor dan 500 Ω·m untuk lapisan pelindung penebat.
Bahan perisai separa konduktif dalam dan luar dibuat dengan mencampurkan bahan penebat yang sepadan (seperti polietilena bersilang, getah etilena-propilena, dll.) dengan karbon hitam, antioksidan, kopolimer etilena-vinil asetat, dan bahan tambahan lain. Zarah-zarah karbon hitam hendaklah tersebar secara seragam di dalam polimer, tanpa penggumpalan atau penyebaran yang lemah.
Ketebalan lapisan pelindung separa konduktif dalam dan luar meningkat dengan tahap voltan. Oleh kerana kekuatan medan elektrik pada lapisan penebat adalah lebih tinggi di dalam dan lebih rendah di luar, ketebalan lapisan perisai separa konduktif juga harus lebih besar di dalam daripada di luar. Pada masa lalu, perisai separa konduktif luar dibuat lebih tebal sedikit daripada bahagian dalam untuk mengelakkan calar akibat kawalan kendur yang lemah atau tusukan yang disebabkan oleh pita kuprum yang terlalu keras. Kini, dengan pemantauan sag automatik dalam talian dan pita tembaga lembut anil, lapisan pelindung separa konduktif dalam hendaklah dibuat lebih tebal sedikit atau sama dengan lapisan luar. Untuk kabel 6–10–35 kV, ketebalan lapisan dalam biasanya 0.5–0.6–0.8 mm.
(2) Perisai Logam
Kabel dengan voltan terkadar lebih besar daripada 0.6/1kV harus mempunyai lapisan pelindung logam. Lapisan pelindung logam hendaklah digunakan pada setiap teras terlindung atau teras kabel. Perisai logam hendaklah terdiri daripada satu atau lebih pita logam, jalinan logam, lapisan sepusat wayar logam, atau gabungan wayar logam dan pita logam.
Di Eropah dan negara maju yang lain, disebabkan penggunaan sistem litar dwi pembumian rintangan dengan arus litar pintas yang lebih tinggi, perisai wayar tembaga biasanya digunakan. Sesetengah pengeluar membenamkan wayar tembaga ke dalam sarung pemisah atau sarung luar untuk mengurangkan diameter kabel. Di China, kecuali beberapa projek utama yang menggunakan sistem litar dwi pembumian rintangan, kebanyakan sistem menggunakan bekalan kuasa litar tunggal dibumikan gegelung penindasan, yang mengehadkan arus litar pintas kepada minimum, jadi perisai pita kuprum boleh digunakan. Kilang kabel memproses pita kuprum keras yang dibeli dengan membelah dan menyepuhlindap untuk mencapai pemanjangan dan kekuatan tegangan tertentu (terlalu keras akan mencalarkan lapisan perisai penebat, terlalu lembut akan berkedut) sebelum digunakan. Pita kuprum lembut hendaklah mematuhi GB/T11091-2005 Pita Tembaga untuk Kabel.
Perisai pita kuprum hendaklah terdiri daripada satu lapisan pita tembaga lembut bertindih atau dua lapisan pita kuprum lembut yang dibalut heliks dengan celah. Kadar pertindihan purata pita kuprum hendaklah 15% daripada lebarnya (nilai nominal), dan kadar pertindihan minimum tidak boleh kurang daripada 5%. Ketebalan nominal pita kuprum hendaklah sekurang-kurangnya 0.12 mm untuk kabel teras tunggal dan sekurang-kurangnya 0.10 mm untuk kabel berbilang teras. Ketebalan minimum pita kuprum tidak boleh kurang daripada 90% daripada nilai nominal. Bergantung pada diameter luar perisai penebat (≤25 mm atau >25 mm), lebar pita kuprum biasanya 30–35 mm.
Perisai dawai tembaga diperbuat daripada wayar tembaga lembut yang dililit secara heliks, diikat dengan pembalut balas heliks wayar tembaga atau pita kuprum. Rintangannya harus memenuhi keperluan GB/T3956-2008 Konduktor Kabel, dan luas keratan rentas nominalnya hendaklah ditentukan mengikut kapasiti arus kerosakan. Perisai dawai tembaga boleh digunakan pada sarung dalam kabel tiga teras atau terus pada penebat, lapisan pelindung separa konduktif luar, atau sarung dalam kabel teras tunggal yang sesuai. Jurang purata antara wayar kuprum bersebelahan tidak boleh melebihi 4 mm. Jurang purata G dikira menggunakan formula:
di mana:
D – diameter teras kabel di bawah pelindung dawai tembaga, dalam mm;
d – diameter dawai kuprum, dalam mm;
n – bilangan wayar kuprum.
2. Peranan Lapisan Perisai dan Hubungannya dengan Tahap Voltan
(1) Peranan Perisai Separa Konduktif Dalam dan Luar
Konduktor kabel biasanya dipadatkan daripada beberapa wayar terkandas. Semasa penyemperitan penebat, jurang, burr, dan ketidakteraturan permukaan lain mungkin wujud antara permukaan konduktor dan lapisan penebat, menyebabkan kepekatan medan elektrik, membawa kepada pelepasan celah udara tempatan dan pelepasan pokok, dan mengurangkan prestasi dielektrik. Dengan menyemperit lapisan bahan separa konduktif (pelindung konduktor) ke atas permukaan konduktor, ia memastikan sentuhan ketat dengan penebat. Oleh kerana lapisan separa konduktif dan konduktor adalah pada potensi yang sama, walaupun terdapat jurang antara mereka, tidak akan ada tindakan medan elektrik, dengan itu menghalang nyahcas separa.
Begitu juga, terdapat jurang antara permukaan penebat luar dan sarung logam (atau perisai logam), dan semakin tinggi tahap voltan, semakin besar kemungkinan pelepasan jurang udara akan berlaku. Dengan menyemperit lapisan separa konduktif (pelindung penebat) pada permukaan penebat luar, permukaan ekuipotensi luar terbentuk dengan sarung logam, menghapuskan medan elektrik dalam celah dan menghalang nyahcas separa.
(2) Peranan Perisai Logam
Fungsi pelindung logam termasuk: membawa arus kapasitif dalam keadaan biasa, berfungsi sebagai laluan untuk arus litar pintas semasa kerosakan; mengehadkan medan elektrik dalam penebat (mengurangkan gangguan elektromagnet luaran) dan memastikan medan elektrik jejari seragam; bertindak sebagai garis neutral dalam sistem empat wayar tiga fasa untuk membawa arus tidak seimbang; dan menyediakan perlindungan penyekat air jejari.
Masa siaran: Jul-28-2025