Trong các sản phẩm dây và cáp, cấu trúc chắn được chia thành hai khái niệm riêng biệt: chắn điện từ và chắn điện trường. Chắn điện từ chủ yếu được sử dụng để ngăn chặn các cáp tín hiệu tần số cao (như cáp RF và cáp điện tử) gây nhiễu cho môi trường bên ngoài hoặc để chặn sóng điện từ bên ngoài gây nhiễu cho các cáp truyền dòng điện yếu (như cáp tín hiệu và cáp đo lường), cũng như để giảm nhiễu lẫn nhau giữa các cáp. Mặt khác, chắn điện trường được thiết kế để cân bằng điện trường mạnh trên bề mặt dây dẫn hoặc bề mặt cách điện của cáp điện trung và cao áp.
1. Cấu trúc và yêu cầu của lớp chắn điện trường
Việc chống nhiễu cho cáp điện được chia thành chống nhiễu dây dẫn, chống nhiễu lớp cách điện và chống nhiễu kim loại. Theo các tiêu chuẩn liên quan, cáp có điện áp định mức lớn hơn 0,6/1 kV phải có lớp chống nhiễu kim loại, có thể được áp dụng cho từng lõi cách điện riêng lẻ hoặc toàn bộ lõi cáp. Đối với cáp có điện áp định mức từ 3,6/6 kV trở lên sử dụng vật liệu cách điện XLPE (polyethylene liên kết chéo), hoặc cáp có điện áp định mức từ 3,6/6 kV trở lên sử dụng vật liệu cách điện EPR mỏng (cao su ethylene propylene) (hoặc vật liệu cách điện dày với điện áp định mức từ 6/10 kV trở lên), cần phải có thêm cấu trúc chống nhiễu bán dẫn bên trong và bên ngoài.
(1) Che chắn dây dẫn và che chắn cách điện
Lớp chắn dẫn điện (Lớp chắn bán dẫn bên trong): Lớp này phải là vật liệu phi kim loại, bao gồm vật liệu bán dẫn đùn hoặc sự kết hợp giữa băng bán dẫn quấn quanh dây dẫn, tiếp theo là vật liệu bán dẫn đùn.
Lớp chắn cách điện (Lớp chắn bán dẫn bên ngoài): Lớp này được ép trực tiếp lên bề mặt ngoài của mỗi lõi cách điện và được liên kết chặt chẽ với lớp cách điện hoặc có thể bóc tách ra khỏi lớp cách điện.
Các lớp bán dẫn bên trong và bên ngoài được ép đùn phải liên kết chặt chẽ với lớp cách điện, với giao diện nhẵn mịn, không có dấu vết của các sợi dây dẫn, cạnh sắc, hạt bụi, vết cháy hoặc vết xước rõ rệt. Điện trở suất trước và sau khi lão hóa không được vượt quá 1000 Ω·m đối với lớp chắn dẫn điện và không được vượt quá 500 Ω·m đối với lớp chắn cách điện.
Vật liệu chắn bán dẫn bên trong và bên ngoài được tạo ra bằng cách trộn các vật liệu cách điện tương ứng (như polyetylen liên kết chéo (XLPE) và cao su etylen propylen (EPR)) với các chất phụ gia như muội than, chất chống lão hóa và copolyme etylen-vinyl axetat. Các hạt muội than phải được phân bố đều trong polyme, không bị vón cục hoặc phân tán kém.
Độ dày của lớp chắn bán dẫn bên trong và bên ngoài tăng theo định mức điện áp. Vì cường độ điện trường trên lớp cách điện cao hơn ở bên trong và thấp hơn ở bên ngoài, nên độ dày của lớp chắn bán dẫn cũng phải dày hơn ở bên trong và mỏng hơn ở bên ngoài. Đối với cáp có định mức 6~10~35 kV, độ dày lớp bên trong thường nằm trong khoảng 0,5~0,6~0,8 mm.
(2) Tấm chắn kim loại
Cáp có điện áp định mức lớn hơn 0,6/1 kV cần có lớp chắn kim loại. Lớp chắn kim loại này phải bao phủ bên ngoài mỗi lõi cách điện hoặc toàn bộ lõi cáp. Lớp chắn kim loại có thể bao gồm một hoặc nhiều dải kim loại, bện kim loại, các lớp dây kim loại đồng tâm, hoặc sự kết hợp giữa dây kim loại và dải kim loại.
Tại châu Âu và các nước phát triển, nơi sử dụng hệ thống mạch kép nối đất bằng điện trở và dòng ngắn mạch cao hơn, người ta thường sử dụng dây đồng để chắn điện. Tại Trung Quốc, hệ thống nguồn điện một mạch nối đất bằng cuộn dây triệt tiêu hồ quang phổ biến hơn, vì vậy người ta thường sử dụng băng đồng để chắn điện. Các nhà sản xuất cáp xử lý các băng đồng cứng mua về bằng cách cắt và ủ để làm mềm chúng trước khi sử dụng. Các băng đồng mềm phải tuân thủ tiêu chuẩn GB/T11091-2005 “Băng đồng dùng cho cáp”.
Lớp chắn bằng băng đồng nên bao gồm một lớp băng đồng mềm chồng lên nhau hoặc hai lớp băng đồng mềm quấn cách nhau. Tỷ lệ chồng lên nhau trung bình nên là 15% chiều rộng băng, với tỷ lệ chồng lên nhau tối thiểu không dưới 5%. Độ dày danh nghĩa của băng đồng không được nhỏ hơn 0,12 mm đối với cáp đơn lõi và không nhỏ hơn 0,10 mm đối với cáp đa lõi. Độ dày tối thiểu không được nhỏ hơn 90% giá trị danh nghĩa.
Lớp chắn bằng dây đồng bao gồm các dây đồng mềm được quấn lỏng lẻo, bề mặt được cố định bằng các dây đồng hoặc băng đồng quấn ngược chiều. Điện trở của nó phải tuân thủ tiêu chuẩn GB/T3956-2008 “Dây dẫn cáp”, và diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa phải được xác định dựa trên khả năng chịu dòng ngắn mạch.
2. Chức năng của các lớp chắn và mối quan hệ của chúng với định mức điện áp
(1) Chức năng của lớp chắn bán dẫn bên trong và bên ngoài
Dây dẫn cáp thường được cấu tạo từ nhiều sợi dây nhỏ được bện và nén chặt. Trong quá trình ép đùn lớp cách điện, các khe hở cục bộ, gờ hoặc các bất thường trên bề mặt giữa bề mặt dây dẫn và lớp cách điện có thể gây ra sự tập trung điện trường, dẫn đến phóng điện cục bộ và phóng điện phân nhánh, làm suy giảm hiệu suất điện. Bằng cách ép đùn một lớp vật liệu bán dẫn (lớp chắn dây dẫn) giữa bề mặt dây dẫn và lớp cách điện, nó có thể liên kết chặt chẽ với lớp cách điện. Vì lớp bán dẫn có cùng điện thế với dây dẫn, nên bất kỳ khe hở nào giữa chúng sẽ không chịu ảnh hưởng của điện trường, do đó ngăn ngừa phóng điện cục bộ.
Tương tự, các khe hở giữa bề mặt cách điện bên ngoài và lớp vỏ kim loại (hoặc lớp chắn kim loại) cũng có thể dẫn đến phóng điện cục bộ, đặc biệt là ở điện áp định mức cao hơn. Bằng cách ép đùn một lớp vật liệu bán dẫn (lớp chắn cách điện) lên bề mặt cách điện bên ngoài, nó tạo thành một bề mặt đẳng thế với lớp vỏ kim loại, loại bỏ ảnh hưởng của điện trường trong các khe hở và ngăn ngừa phóng điện cục bộ.
(2) Chức năng của tấm chắn kim loại
Các chức năng của lớp chắn kim loại bao gồm: dẫn dòng điện dung trong điều kiện bình thường, đóng vai trò là đường dẫn cho dòng điện ngắn mạch (sự cố), giới hạn điện trường bên trong lớp cách điện (giảm nhiễu điện từ ra môi trường bên ngoài) và đảm bảo điện trường đồng đều (điện trường xuyên tâm). Trong hệ thống ba pha bốn dây, nó còn hoạt động như dây trung tính, mang dòng điện không cân bằng và cung cấp khả năng chống thấm nước xuyên tâm.
3. Giới thiệu về OW Cable
Là nhà cung cấp hàng đầu các nguyên liệu thô cho dây và cáp, OW Cable cung cấp polyethylene liên kết ngang (XLPE) chất lượng cao, băng đồng, dây đồng và các vật liệu chắn khác được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cáp điện, cáp thông tin và cáp chuyên dụng. Sản phẩm của chúng tôi tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và chúng tôi cam kết cung cấp các giải pháp chắn cáp đáng tin cậy cho khách hàng.
Thời gian đăng bài: 24/03/2025