21-电缆金属屏蔽结构的确定方法
电缆金属屏蔽结构IEC60949的确定方法
张伟、管新元、王璐、孙大壮、虞踏峰
（江苏亨通电力电缆有限公司，江苏苏州 215200）
摘要：本文介绍了电缆金属屏蔽结构的确定方法，根据IEC60949介绍金属屏蔽故障电流的计算方法，并结合自身经验与电缆行业的同仁就IEC60949分享些个人心得。
关键词：电缆；金属屏蔽；故障电流；计算方法；
0 前言
众所周知，电缆屏蔽层包括金属屏蔽和非金属屏蔽两种形式，采用哪一种屏蔽形式取决于电缆的种类。电力电缆为了屏蔽和均化电场，承载故障电流，通常
=1.2kV)到采用金属屏蔽形式。而在国家标准GB/T12706《额定电压1kV(U
m
=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》中仅规定：“金属屏蔽应由一根或35kV(U
m
多根金属带、金属编织、金属丝的同心层或金属丝与金属带的组合结构组成。”“铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成，也可采用双层软铜带间隙绕包。”“单芯电缆铜带标称厚度≥0.12mm，三芯电缆铜带标称厚度≥0.10mm。”“铜丝屏蔽由疏绕的软铜线组成，其表面应用反向绕包的铜丝或铜带扎紧，相邻铜丝的平均间隙应不大于4mm。”
金属带或金属丝屏蔽主要是在发生短
路的情况下，在一定时间内承担一部分故障电流，避免绝缘在过高的电流影响下产生热击穿。前提是金属屏蔽必须有牢靠的接地措施，金属屏蔽的几何截面积应能满足相应的电气要求。
1 金属屏蔽结构对比
国家标准GB/T 12706、德国标准DIN VDE 0276和澳大利亚标准AS/NZS 1429.1中关于金属屏蔽结构要求如下：
当电压等级低于35kV 或导体标称截面积小于500mm 2时，国家标准GB/T 12706没有明确规定金属带或金属丝屏蔽的使用范围，国内在没有特殊要求时均采用铜带屏蔽结构；DIN VED 0276和AS/NZS 1429.1要求电缆的金属屏蔽应采用铜丝屏蔽结构，并对铜丝屏蔽的几何截面积或电气要求进行规定。主要原因为国内电缆大多采用经小电阻接地方式，采用铜带屏蔽即可满足承载故障电流的要求；国外电缆大多采用直接接地方式，需采用铜丝屏蔽才可满足承载故障电流的要求。那么，怎样计算铜带和铜丝屏蔽结构可承载的故障电流呢？在计算过程中又应注意哪些问题呢？
2 允许故障电流的计算
在进行计算前，需对以下符号的含义加以说明：
A —考虑到四周或邻近材料的热性能常熟，(mm 2/s)1/2；
B —考虑到四周或邻近材料的热性能常熟，mm 2/s ；
F —不完善的热接触因数；
I —短路期间允许故障电流的有效值，A ；
I AD —短路期间，在绝热基础上计算的故障电流，A ；
K —载流体材料常数；
M —热接触因数，S -1/2；
S —载流体几何截面，mm 2； n —包带层数或单线根数；
d —单丝直径，mm ；
t —短路持续时间，s ；
w —带宽，mm ；
β
—0℃时电阻温度系数的倒数，K ； δ
—金属护套、屏蔽层或铠装层厚度，mm ； ε
—考虑热量损失在临近层的因数； θ
f —终止温度，℃； θ
i —起始温度，℃；
ρ2、ρ3—金属护套、屏蔽层或铠装层四周媒介热阻，K.m/W ；
ζ1—屏蔽层、金属护套或铠装层比热，J/K.m 3；
ζ2、ζ3—屏蔽层、金属护套或铠装层四周媒介比热，J/K.m 3。
注：以上符号的具体数值均能在IEC60949中找到答案，笔者在此不再进行说明。
根据IEC60949《Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account non-adiabatic heating effects 》，可知允许故障电流：
当采用绝热法计算时，ε=1。
注：当持续故障电流时间与导体截面积<0.1s/mm 2时，故障电流的增加可以忽略，采用绝热
AD
I I ε=?
S nw δ=法计算，否则应采用非绝热法计算。
绝热情况下允许故障电流:
由上式可看出，承载故障电流的能力主要与载流体材料、载流体的几何截面积、短路持续时间、载流体的起始温度及终止温度有关。所以，如何确定载流体的几何截面积和载流体起始温度及终止温度为计算金属屏蔽故障电流的关键。 a) 载流体的几何截面积：
金属丝屏蔽：
IEC60949中规定，金属丝屏蔽的载流体几何截面积为单根金属丝几何截面积乘以金属丝的根数，既：
金属带屏蔽：
可看出，金属带载流体的几何截面积仅与金属带的宽度、厚度及层数有关，与金属带屏蔽的重叠搭盖率无关。也就是说，重叠绕包的金属带与间隙绕包的金属带具有同等的承载故障电流的能力。
b) 载流体的起始温度和终止温度：
载流体在发生短路情况下的终止温度可参照IEC60986《Short-circuit temperature limits of electric cables with rated voltages from 6kV(U m =7.2kV) up to 30kV(U m =36kV)》进行选择；因起始温度没有标准规定，如铜丝屏蔽结构，国内通常根据经验以55℃作为起始温度计算。值得注意的是，对于海外产品，客户通常会对金属屏蔽结构发生短路时的起始温度做出规定，如澳大利亚标准AS/NZS 1429.1《Electric cables —Polymeric insulated Part 1: For working voltages
1.9/3.3(3.6) kV up to and including 19/33(36)kV 》中明确规定：金属屏蔽的故障电流应采用IEC60949中规定的绝热法计算，屏蔽起始温度为80℃。此时若按照55℃计算金属丝屏蔽几何截面积，将产生严重错误，很容易造成客户投诉或电缆使用故障。
3 因数ε值的计算
AD I 24d S n
π?=?
ε
1
M F
23
10.610.069(0.0043(
ε=++
当采用非绝热法计算金属屏蔽允许故障电流时，需计算ε值。为着重介绍电缆金属屏蔽结构的确定方法，仅以铜带屏蔽和铜丝屏蔽举例说明：
a）铜带屏蔽ε值计算：
--式1
(s-1/2) --式2
笔者在最初接触金属带屏蔽故障电流计算时，错误的将上述式2中的(s-1/2)理解为对载流体短路时间进行开方计算，实则不然。
从式1中可看出，热量损失在邻近层的因数ε应为不带单位的常数。若将式2中(s-1/2)对载流体的短路时间进行开方计算，将得到不带单位的M值，而不带单位
的M值与式1
相乘，将得到带有s1/2单位的ε值，造成计算错误。
b）铜丝屏蔽ε值计算：
对于铜丝屏蔽：
当考虑热性不完善接触因素时，F推荐值取0.7。0.7也是笔者在最初接触金属丝屏蔽故障电流计算时采取的计算值。然而在IEC60949中有明确规定：当屏蔽金属丝之间间隙不小于1根金属丝直径且金属丝全部嵌入在非金属材料中时，F 值取0.7。当屏蔽金属丝外有挤出管状物且单线间存在气隙时，F值取0.5。澳大利亚中压电缆全部采用铜丝屏蔽结构，笔者曾经与澳大利亚技术人员讨论，一致认为采用0.5的不完善接触因数较为准确合理且使用至今。
4 总结
导体、金属屏蔽层、金属护套层、铠装层允许故障电流的计算过程参照IEC60949，载流体在短路情况下的起始温度及终止温度参照IEC60986进行选择，根据相应条件进行计算均可得到准确的允许故障电流值。笔者通过自身经验，将亲身遇到错误与大家分享，以避免类似问题的再次发生。
电缆的屏蔽
电缆的屏蔽 张弘温胜军张乒陈学武郑州电缆(集团)股份有限公司 [摘要]：本文对电缆的屏蔽作用、结构和材料进行了阐述、分析。[关键词]：电缆；屏蔽； 1．引言 电缆屏蔽有非金属屏蔽和金属屏蔽两种形式。采用哪一种屏蔽形式取决于电缆的种类，如电力电缆主要是为了屏蔽和均化电场，承载短路电流，而通讯电缆则要屏蔽电磁场，以消除线芯间和外部对电缆的干扰。电力电缆的屏蔽同时具有非金属屏蔽和金属屏蔽形式，具体取决于电缆的电压等级和短路电流的大小等，对于金属屏蔽部分还取决于以及金属材料的导电性、热性能、结构和加工方式等，通讯电缆则多为金属屏蔽。这里就电缆的屏蔽作用、结构和材料进行了简单介绍。2．屏蔽的作用 2.1 均化电场 实心的导体相对表面比较光滑，电场的分布比较均匀。绞合的导电线芯由于是有多根单线组成，线芯表面各点电场分布不均匀，单线半径
的大小和其表面场强的大小成反比关系，这就产生多导丝效应。导体因加工产生的毛刺、粉屑，造成尖端放电，也需要导体屏蔽。为了使导体表面的电场分布相对比较均匀，只有绕包带屏蔽和挤出屏蔽层，才能均化电场消除这些效应。 导电线芯电场分垂直和相切两个方向的分量。如没有半导电层，对于绕包类型的绝缘来说易产生移滑放电；另外切向方向的场强使绝缘的耐压降低10～15倍，降低了绝缘强度和绝缘的效果。 多芯电缆填充处有电场。由于填充处绝缘材料的本身耐电强度较低，因此使电缆的整体绝缘水平下降。半导电材料主要是由部分碳黑组成，碳黑除有半导电的作用外也可以吸附气体杂质，使相应面的绝缘的长期电场强度降低，避免电缆绝缘外表面发生游离，提高电缆的使用寿命。 为了避免电场过于集中，常采用半导电层结构改变电场的方向，避免绕包绝缘产生移滑放电，使多芯电缆的填充处于无电场状态；半导电层中的炭黑可以吸附气体杂质。屏蔽气泡不受电场作用，对于绞合的导体，由于是由多根单线胶合而成，表面单线突出的电场强度和凹进部分相比可提高30%。 2.2 减少干扰 我们都知道电场和磁场是交互变化而存在的统一体，变化的电场产生变化的磁场影响周围媒质，从而产生对其他载流回路产生干扰，电磁场的作用是电场和磁场产生干扰作用的总和。
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多芯对称电缆屏蔽性能测试 【摘要】由于各种屏蔽电缆屏蔽层使用的屏蔽材料和屏蔽结构不同，屏蔽性能也会有很大的差异，因此，通常是通过测试来确定电缆屏蔽性能的优劣。本文主要在界定多芯对称电缆涵义的基础上，介绍了多芯对称电缆的测试方法、原理、测试及结果分析，以及测试需要注意的问题。希望本文的分析能为当前多芯对称电缆屏蔽性能的测试提供一定的理论借鉴和实践参考。 【关键词】多芯对称电缆屏蔽性能测试 当前，多芯对称电缆被广泛应用于通信和控制领域以及复杂电子系统中，诸如运载火箭、飞机、舰艇和武器装备等。这样，不断提高的电缆使用频率使得对称电缆的电磁兼容性也变得愈发重要，对称电缆结构也由先前的最简单的无屏蔽结构进化到现在的屏蔽结构对称电缆。特别是随着多芯屏蔽电缆应用的不断扩大，其日益产生了诸多问题，如由于数目多且种类广的芯线导致难以抑制芯线间的相互耦合，一旦端接与屏蔽层设计处理不当，将更大地干扰周同设备及其它连接电缆等，这些问题都需要对多心对称电缆的屏蔽性能进行有效的测试，以保证其使用过程中问题的避免出现，本文将就多芯对称电缆的屏蔽性能测试进行分析。 1 多芯对称电缆涵义界定 对称电缆也叫平衡电缆，网络布线的双绞线电缆1是对称电缆最常见的形式之一。多芯电缆是用来连接多个属于同一类信号回路或控制回路的由各种形式的芯线束组成的电缆，有多芯屏蔽电缆和多芯非屏蔽电缆之分。多芯对称电缆既是多芯电缆的一种，也是对称电缆的一种，在结构上对称电缆属于多芯电缆范畴，但是由于对称电缆的信号传输、使用频率和电磁兼容性测试方法都和普通的多芯电缆有很大的差别，因此，本文主要研究的是多芯电缆中的对称电缆，即多芯对称电缆的屏蔽性能测试。 2 测试方法和原理 2.1 测试方法 对称及多芯电缆的屏蔽性能测试方法很多，常用的测试方法有功率吸收钳钳法、三同轴法、线注入法等。本文通过用功率吸收钳法将对称及多芯电缆进行测试。 功率吸收钳法是一种对电缆屏蔽性衰减进行测量的方法，较为常用，属于一种长线测量的方法。功率吸收钳的工作频率决定了测试频率一般为（30-1000）MHz和（300-2500）MHz两种。 2.2 测试系统原理
电力电缆金属护套或屏蔽的接地作用
电力电缆金属护套或屏蔽的接地作用 1.概述 接地用以：防止人身受到电击，确保电力系统正常运行，保护线路和设备免遭损坏，还可防止电气火灾，防止雷击和静电危害等。 电缆金属护套或屏蔽的接地的作用有： （1）电缆线芯双屏蔽和金属护套的电容电流有一回路流入大地； （2）当电缆对金属护套或屏蔽发生短路时，短路电流可流入地下； （3）电缆线芯绝缘损伤后发生相间短路发展至接地故障时，故障电流通过接地线流入地中； （4）电缆中的不平衡电流引起的感应电压、通过地线与大地形成短路，防止电缆对接地支架存在电位差而放电闪络。 现在大量使用的交联电缆，分相屏蔽，屏蔽层分金属（铜带）层和半导电层。半导电层中含有胶质碳，可起到均匀电场的作用；同时碳能吸收电缆本体细小间隙中因空气电离产生的败坏物，均匀电场，以保护电缆绝缘。 金属屏蔽层的作用： 第一:保持零电位，使缆芯之间没有电位差； 第二:在短路时承载短路电流，以免因短路引起电缆温升过高而损坏绝缘层，同时屏蔽层也可以防止周围外界强电场对电缆内传输电流的干扰； 第三:屏蔽层可以有效地将电缆产生的强电场限制在屏蔽层内，由于屏蔽层接地，外部便不存在电缆产生的强电场，不会对周围的弱电线路及仪表，产生强电干扰 或危及人身安全。 在配电系统中：电源电缆的起始端与发电厂的接地网接通，末端与变电所接地网连通；变电所馈出电缆接地与各用户连通；低压电缆的PEN线与电缆铠甲接地后可与高压电缆接地等电位；重要用户的电源电缆又来自独立的电源。这样，高低压电缆接地线的互相联结，又与接地网连在一起。因此，电缆接地成了接地系统总体的重要组成部分，对电网安全运行有重要作用。 3.2保证接地线截面和质量 交联电缆接头制作中，铜屏蔽层、铠甲层应分别连接不得中断，两者还应加以绝缘分隔，恢复铜屏蔽应采用软质铜编织线连接；确保与各相绝缘外屏蔽接触良好。两端与铜屏蔽层焊接，铠甲用镀锡地线恢复跨接，分别焊在两边的铠甲上。 电缆接地线的规格，严格要求应按电缆线路的接地电流大小而定。但在实际施工中，往往缺乏这方面的资料， 一般120㎜2以下电缆选用16 m㎡铜线; 150㎜2～240㎜2电缆选用25 m㎡铜线； 300 ㎜2以上电缆接地线不应小于35㎜2； 橡塑电缆的接地线必须采用镀锡软铜编织线。接地线与铜屏蔽层和金属护套焊接工艺、焊接面积均应符合要求。电缆接地线应直接接于接地网，不得串接，接地线必须压接的接线端子，以保证连接可靠及检测拆卸方便。 美国3M公司的游丝卡紧法和法国梅兰日兰公司的卡扣捆扎法，不仅能方便可靠地进行接地连接，而且还能避免烙铁灼伤电缆绝缘的危险，值得借鉴。
电缆的屏蔽方法
电缆的屏蔽方法 电缆导体通过电流时周围就有电场，磁场。当电磁场达到一定强度时就可能对周围的金属构件或电子设备造成不利影响。为消除影响，人们采取了各种措施将电磁场屏蔽。屏蔽构件的屏蔽效应源于对于电磁波的吸收衰减和反射衰减。对低频电磁波的屏蔽以吸收衰减为主，对高频电磁波的屏蔽以反射衰减为主。 屏蔽效应用屏蔽系数S表征。屏蔽系数S用场中某处屏蔽后的电场强度EP或磁场强度HP与该处屏蔽前的电场强度E或磁场强度H之比测算，屏蔽系数越小则屏蔽效果越好S=EP/E=HP/H=0~1。 电缆屏蔽结构有多种，如铜丝或钢丝编织，铜带绕包或纵包，铝塑复合带纵包，铅套或铝套，钢带或钢丝铠装等。一般来说，屏蔽体半径小，厚度大，层数多，材质复合交错，则屏蔽效果好。不同材质的屏蔽效应不同，如铜带屏蔽的反射衰减效应好，而钢带屏蔽的吸收衰减效应好。 电力电缆6KV及以上绝缘外均有金属屏蔽，其功能除屏蔽电场外，还有一个重要功能，就是泄露短路电流。由于电缆接地方式不同，金属屏蔽结构也不同。电缆采用消弧线圈接地时，金属屏蔽采用铜带绕包。电缆若采用小电阻接地，金属屏蔽多采用铜丝疏绕结构或金属套。 另外，10KV及以上电力电缆绝缘内外均有半导体屏蔽，其功能不再是屏蔽电场，而是均化电场，即使绝缘内的电场尽量趋于均匀，从而改善和提供绝缘效能，延长电缆使用寿命。半导体电屏蔽料多为加有炭黑的聚烯烃，有交联型和非交联型，采用三层共挤工艺紧密均匀的附着在绝缘内外，其厚度标准规定。 就屏蔽效果而言，导体屏蔽厚一点好，绝缘屏蔽薄一点，均匀一点好。 使用半导体电屏蔽材料有严格的技术条件，这里仅谈三点，即含水量，电阻率及杂质颗粒的规定数据，一般半导体电屏蔽材料的含水量应不大于1000PPM，超光滑材料应不大于250PPM。导体屏蔽材料的体积电阻率应不大于10000，绝缘屏蔽料的体积电阻率应不大于500。超光滑屏蔽料的杂质颗粒有严格要求，大于200的颗粒应不多于15个/M2，大于500的颗粒应不多于1个/M2。额定电压100KV及以上的电缆应采用光滑屏蔽料。
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电缆的屏蔽 1．引言 电缆屏蔽有非金属屏蔽和金属屏蔽两种形式。采用哪一种屏蔽形式取决于电缆的种类，如电力电缆主要是为了屏蔽和均化电场，承载短路电流，而通讯电缆则要屏蔽电磁场，以消除线芯间和外部对电缆的干扰。电力电缆的屏蔽同时具有非金属屏蔽和金属屏蔽形式，具体取决于电缆的电压等级和短路电流的大小等，对于金属屏蔽部分还取决于以及金属材料的导电性、热性能、结构和加工方式等，通讯电缆则多为金属屏蔽。这里就电缆的屏蔽作用、结构和材料进行了简单介绍。 2．屏蔽的作用 2.1 均化电场 实心的导体相对表面比较光滑，电场的分布比较均匀。绞合的导电线芯由于是有多根单线组成，线芯表面各点电场分布不均匀，单线半径的大小和其表面场强的大小成反比关系，这就产生多导丝效应。导体因加工产生的毛刺、粉屑，造成尖端放电，也需要导体屏蔽。为了使导体表面的电场分布相对比较均匀，只有绕包带屏蔽和挤出屏蔽层，才能均化电场消除这些效应。 导电线芯电场分垂直和相切两个方向的分量。如没有半导电层，对于绕包类型的绝缘来说易产生移滑放电；另外切向方向的场强使绝缘的耐压降低10～15倍，降低了绝缘强度和绝缘的效果。 多芯电缆填充处有电场，由于填充处绝缘材料的本身耐电强度较低，因此使电缆的整体绝缘水平下降。半导电材料主要是由部分碳黑组成，碳黑除有半导电的作用外也可以吸附气体杂质，使相应面的绝缘的长期电场强度降低，避免电缆绝缘外表面发生游离，提高电缆的使用寿命。 为了避免电场过于集中，常采用半导电层结构改变电场的方向，避免绕包绝缘产生移滑放电，使多芯电缆的填充处于无电场状态；半导电层中的炭黑可以吸附气体杂质，屏蔽气泡不受电场作用，对于绞合的导体，由于是由多根单线胶合而成，表面单线突出的电场强度和凹进部分相比可提高30%。 2.2 减少干扰 电场和磁场是交互变化而存在的统一体，变化的电场产生变化的磁场影响周围媒质，从而产生对其他载流回路产生干扰，电磁场的作用是电场和磁场产生干扰作用的总和。 在电场和磁场的作用下，电流对回路之间的不平衡而引起的电干扰和磁干扰。干扰的产生可分为电感、电容、电阻在回路产生相应的感抗、容抗和阻抗，而产生相应的损耗。 通信电缆的频率较高，比较容易产生干扰，电力电缆的频率较低，而比较容易产生损耗。采用合理的屏蔽结构和有效的接地方式，就能够较少干和损耗。 2.3 热屏蔽 由于导体的导电性能比较好，对流过其本身的电流有较小的电阻，因此导电率较高。绝缘体的绝缘性能较高，对电流又较大的电阻，电流几乎不可能穿透绝缘体，因此绝缘电阻率较高。导电性能高的材料也相对有较高的导热性能，绝缘性能较高的材料必然有较高的热阻，导电性能的不同对热导的性能也有所不同，半导电材料的导电性能和导热性能介于导体和绝缘体之间。 如果电力电缆发生短路，导体流过大的电流使其温度突然升高，由于采用了内半导电屏蔽层，就防止了过高的温度直接作用到绝缘层上，不致因热冲击而损伤绝缘层，在这种情况下，内屏蔽层就起到了热屏蔽作用，也可以称为热缓冲层。 在绝缘或半导电屏蔽表面上绕包或挤出一层金属屏蔽，不但使圆形导体电缆填充处无电场，而且因为金属屏蔽散热效果好，在意外短路的情况下，可以承受一定的短路电流，避免绝缘过热产生热击穿。 2.4 防护作用 对高分子材料，因其内部和形成整个混合体的结构不同，在一定条件下水对材料都有一定的渗透率。在不同敷设条件和特殊环境下，为了使电缆在设计的使用寿命下安全运行，就要采用相应的防护结构。金属带或丝屏蔽主要是在发生短路的情况下，在一定时间内承受一部分短路电流，避免绝缘在过高的电流影响下产生热击穿。前提是金属屏蔽必须有牢靠的接地措施，电压电流的大小应满足设计的要求，总之不应产生过大的损耗。电力电缆的金属屏蔽的截面大小是根据电压的大小来确定的，屏蔽的面积不能小于有关标准的规定，线路电压和屏蔽截面的关系见表1。金属屏蔽的截面应尽量满足表1的要求，避免产生不必要的经济损失。
金属电缆屏蔽
金属屏蔽应由一根或多跟金属带，金属编制，金属丝的同心层或金属丝与金属带的组合结构组成。 金属屏蔽也可以是金属套或符合要求的金属铠装层。 选择金属屏蔽材料时，应也别考虑存在腐蚀的可能性，着不仅为了机械安全，而且也为了电气安全。 金属屏蔽饶宝的搭盖和间隙应符合下列要求： 金属屏蔽中铜丝的电阻，适用时应符合国标要求。铜丝屏蔽的标称截面积应根据故障电流容量确定。 铜丝屏蔽应由一层重叠饶包的软铜线组成，其表面采用反向饶包的铜丝或铜带扎紧。相邻铜丝的平均间隙应不大于4mm 铜带屏蔽应由一层重叠绕包的软铜带组成，也可采用双层铜带间隙绕包，铜带间的搭盖率为铜带宽度的15%（标称值），最小搭盖率应不小于5%。 铜带标称厚度为; 单芯电缆≥0.12mm 多芯电缆≥0.10mm 铜带的最小厚度应不小于标称值的90% 金属网和金属箔都能起来屏蔽作用,有些电缆中仍金属网,也是屏蔽网. 没有屏蔽的电缆在传输中不一定会产生信号丢失,这要看周围的环境是不是有很多干扰,如果有变频器等干扰源,非屏蔽电缆可能会丢失数据.但有了屏蔽层,也不等于说就完全不会丢失数据. 干扰和屏蔽都是相对的. 屏蔽层为了均匀导电线芯和绝缘电场，6kV及以上的中高压电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，部分低压电缆不设置屏蔽层。屏蔽层有半导电屏蔽和金属屏蔽两种。 (1)半导电屏蔽 半导电屏蔽层通常设置在导电线芯的外表面和绝缘层的外表面，分别称为内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。半导电屏蔽层是由电阻率很低且厚度较薄的半导电材料构成。内半导电屏蔽层是为了均匀线芯外表面电场，避免因导体表面不光滑以及线芯绞合产生的气隙而造成导体和绝缘发生局部放电。外半导电屏蔽层与绝缘层外表面接触很好，且与金属护套等电位，避免因电缆绝缘表面裂纹等缺陷而与金属护套发生局部放电。 (2)金属屏蔽 对于没有金属护套的中低压电力电缆，除了设置有半导电屏蔽层外，还要增加金属屏蔽层。金属屏蔽层通常由铜带或铜丝绕包而成，主要起到屏蔽电场的作用。
电缆屏蔽层
电力电缆：在电力系统的主干线路中用于传输和分配大功率电能的电缆产品，如交联聚乙烯绝缘电力电缆等。产品主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输，通过的电流大（几十安至几千安）、电压高（220V至500KV及以上）。 电线电缆的基本结构： 导体：传导电流的物体，电线电缆的规格都以导体的截面表示。 绝缘：将绝缘材料按其耐受电压程度的要求，以不同的厚度包覆在导体外面而成。 保护层：保护电缆的部分，常用材料为TPE。 常用的铠装材料有钢带、钢丝、铝带、铝管等，其中钢带、钢丝铠装层具有高导磁率，有很好的屏蔽效果，可以用于抗低频干扰，并可使铠装电缆直埋敷设而免于穿管且价廉物美在实际运用较多。 不同规格不同根数的铜线按一定的排列顺序和绞距绞合在一起，就变成了直径较大的导体，这种绞合的大直径绞合后导体要比相同直径大小的单支铜线更加柔软，做出的电线弯曲性能好，摇摆测试时不容易断，针对一些对柔软有要求的线材（比方说医疗级线材）更加容易达到要求。 电缆屏蔽层： 在电缆结构上的所谓“屏蔽”，实质上是一种改善电场分布的措施。电缆导体由多股导线绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。 在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。这一层屏蔽，又称为内层屏蔽。在绝缘表面和护套接触处，也可能存在间隙，电缆弯曲时，油纸电缆绝缘表面易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素。在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电。 电力电缆的屏蔽层的作用 1、因为电力电缆通过的电流比较大，电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件， 所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内。 2、是可以起到一定的接地保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流 可以顺屏蔽层流入接地网，起到安全保护的作用。
电缆接地问题 高压电力电缆的铜屏蔽和钢铠一般都需要接地
电缆接地问题高压电力电缆的铜屏蔽和钢铠一般都需要接地，两端接地和一端接地有什么区别？制作电缆终端头时，钢铠和铜屏蔽层能否焊接在一块？制作电缆中间头时，钢铠和铜屏蔽层能否焊接在一块？35KV高压电缆多为单芯电缆，单芯电缆在通电运行时，在屏蔽层会形成感应电压，如果两端的屏蔽同时接地，在屏蔽层与大地之间形成回路，会产生感应电流，这样电缆屏蔽层会发热，损耗大量的电能，影响线路的正常运行，为了避免这种现象的发生，通常采用一端接地的方式，当线路很长时还可以采用中点接地和交叉互联等方式。在制作电缆头时，将钢铠和铜屏蔽层分开焊接接地，是为了便于检测电缆内护层的好坏，在检测电缆护层时，钢铠与铜屏蔽间通上电压，如果能承受一定的电压就证明内护层是完好无损。如果没有这方面的要求，用不着检测电缆内护层，也可以将钢铠与铜屏蔽层连在一起接地（我们提倡分开引出后接地）。
为什么高压单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆要采用特殊的接地方式？电力安全规程规定：35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。此时，如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流，其值可
关于编织型电缆结构对屏蔽性能影响的数据化分析
关于编织型电缆结构对屏蔽性能影响的数据化分析 摘要本文简要介绍三同轴管中管法测试屏蔽性能的原理，利用三同轴管中管测试方法对不同电缆结构的屏蔽性能进行测试，分析了电缆结构对屏蔽衰减及转移阻抗的影响，得出了结论编织层数越多，屏蔽衰减越好；第三层第四层屏蔽层主要影响低频转移阻抗和屏蔽衰减。 关键字编织型电缆；屏蔽衰减；转移阻抗；三同轴管中管法 前言 随着电子技术的高速发展，电缆作为传输信号的媒介，还可以向外辐射信号或者受到外界的信号干扰，造成信号失真。随着频率越来越高，对电缆及组件的屏蔽性能要求也越来越高。而对屏蔽衰减起关键作用的就是电缆的屏蔽层，一般多为铜、铝管外导体或编织外导体结构，CATV中经常用到编织型外导体。不同类型的外导体对屏蔽性能也有较大的影响，本文研究编织型外导体的不同结构对最终屏蔽性能的影响。 1 测试电缆与测试方法 1.1 编织型电缆结构简介 同轴编织电缆结构由内导体、绝缘介质、屏蔽层、护套构成，信号在内导体与屏蔽层之间传输。编织线一般按照屏蔽层结构分为标准屏蔽、三层屏蔽和四层屏蔽。 1.2 屏蔽性能测试原理 屏蔽性能测试方法目前主要有三同轴法、线注入法、吸收钳法、GTEM小室法[1]。三同轴可以同时测试组件的转移阻抗及屏蔽衰减，动态范围广，测试极限可达到-120dB。本文采用的是三同轴测试方法中的管中管法测试[2]。 对于一些射频连接器或短的电缆组件，三同轴方法测试截止频率会很高，测试屏蔽效率只能增加电缆组件长度来测试[3]。因此根据IEC62153-4-7中规定了扩展的三同轴法——管中管法测量可测试不同长度的屏蔽效率。 管中管法是通过采用金属延长管来调整被试组合件的电长度，使被试组合件的电长度变长，在低频率范围，也可以测量屏蔽衰减[4-5]。 屏蔽效能在国际上也有等级之分，根据EN50117标准定义，屏蔽效能等级中最高等级为class a++，具体指标屏蔽衰减>105dB @30-1000MHz ，屏蔽衰减>95dB@1000-2000MHz，屏蔽衰减>85dB@2000-3000MHz
屏蔽性能指标介绍
屏蔽性能指标介绍 1.表面转移阻抗(SuRFaceTransferImpedance) 按IEC61196-1测试同轴电缆的方法，测试带屏蔽的平衡电缆，短路8根芯线后用50Ω信号源激励。被测试线长1米，测试频率30MHz，频率越高，线长越短导体表面转移阻抗。主要用于评估连接硬件的屏蔽效率，其实测值不超过以下计算值。 ZTcable=37+4f+4f1/2+5f1/3 ZTcable：表面转移阻抗，单位mΩ/m f：信号频率，单位MHz 2.转移阻抗(TransferImpedance) 转移阻抗与屏蔽电缆和连接硬件的屏蔽效率相关，其数值可通过实验室高频密封箱测量屏蔽插入损耗，计算得出。 Ri1=Ri2=50Ω——网络分析仪特性阻抗 R1=50Ω——馈电电阻 R2=50Ω——终端电阻 U1=信号发射电压(V) U2=信号接收电压(V) Uc=被测设备两端电压 Zcond=连接器特性阻抗(Ω) Zt=转移阻抗(Ω) Zt=1/l电缆长度?Ri1/Ri2?(R2+Ri2)?U2/U1=100/l电缆长度?U2/U1 由于屏蔽插入损耗(αs)为20?lg(U2/U1)dB，转移阻抗(Zt)也可以表示为： Zt=100?10α/20(Ω) 3.耦合衰减(CouplingAttenuation) 耦合衰减用于描述电缆系统的电磁兼容性能。耦合衰减Catt=Pr/Pi(Pr：线缆接收功率;Pi：在内导体上产生的噪声功率) 将电缆近似看作电磁场中的全向天线，其接收到的电磁功率Pr=λ2/4π?PD(λ：信号波长，PD：电磁场功率密度)
内部内部导体产生噪声功率Pi=内部导体产生噪声功率Vi2/Z(Vi：内导体上的噪声电压;Z内导体阻抗，50Ω) 4屏蔽系数(GB54419-1985) 按下图装置，测试电缆金属护套及铠装层的理想屏蔽系数γ0s=VC/VS(线芯上的感应电压mV;电缆式样金属套上的纵向干扰电压mV)。 5屏蔽耦合损耗(CouplingLoss)(GY/T186-2002) GTEM小室馈入功率与被测件耦合功率的分贝差。与10.9.3耦合衰减(CouplingAttenuation)意义相同。
高压电缆屏蔽线
高压电缆里的屏蔽起什么作用 在电缆结构上的所谓“屏蔽”，实质上是一种改善电场分布的措施。电缆导体由多根导线绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电，这一层屏蔽为内屏蔽层；同样在绝缘表面和护套接触处也可能存在间隙，是引起局部放电的因素，故在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电，这一层屏蔽为外屏蔽层；没有金属护套的挤包绝缘电缆，除半导电屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层，这个金属屏蔽层的作用，在正常运行时通过电容电流；当系统发生短路时，作为短路电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用。可见，如果电缆中这层外半导体层和铜屏蔽不存在，三芯电缆中芯与芯之间发生绝缘击穿的可能性非常大。 电线电缆要求屏蔽层的作用 电线电缆最外层一般为橡胶或橡胶合成套,这一层的作用一是绝缘,同时也起保护电缆不受 伤害的作用。 电缆分高压还是低压电缆,如果是高压的,里面还会有一层类似树脂的填充物,这是起绝缘作用的，在高压电缆中，这层是绝缘的最重要部分。低压的没有这层东西.然后里面还会缠一些类似丝带一样的东西,这是为了固定住电缆每一芯，把中间的空隙填满。至于屏蔽层, 分两种情况,电力电缆的屏蔽层的作用有： 1、是因为电力电缆通过的电流比较大,电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所 以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内。 2、是可以起到一定的接地保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以 顺屏蔽层流如接地网，起到安全保护的作用。 如果是控制电缆,别的没什么区别，只是在很多地方，特别是计算机系统的控制电缆,这里的屏蔽层是用来屏蔽外来影响的,因为其本身电流很弱，非常怕外界的电磁场影响。 电缆屏蔽层起什么作用 在电缆结构上的所谓“屏蔽”，实质上是一种改善电场分布的措施。电缆导体由多股导线绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。 在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。这一层屏蔽，又称为内屏蔽层。在绝缘表面和护套接触处，也可能存在间隙，电缆弯曲时，油纸电缆绝缘表面易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素。在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层有良好接
探讨中压电缆的金属屏蔽层
探讨中压电缆的金属屏蔽层 【摘要】本文主要描述了中压电缆为什么要采用金属屏蔽结构以及金属屏蔽的工艺及短路电流的计算方法。 【关键词】金属屏蔽；截面积；屏蔽工艺；短路电流； 0 引言 金属屏蔽层是中压（3.6/6kV∽26/35kV））交联聚乙烯绝缘电力电缆中不可缺少的结构,GB/T12706.2—2008和GB/T12706.3—2008第7部分规定所有电缆的绝缘线芯上应有金属屏蔽，可以在单根绝缘线芯上也可以在几根绝缘线芯上包覆金属屏蔽。科学设计金属屏蔽的结构、准确计算屏蔽层所承受的短路电流并合理制定屏蔽层加工工艺,对确保交联电缆的质量乃至整个运行系统的安全具有至关重要的作用。 1 金属屏蔽的方式和作用 中压交联聚乙烯绝缘电力电缆金属屏蔽的方式主要由铜带搭盖绕包屏蔽和疏绕铜丝屏蔽两种方式。 根据GB/T12706-2008 额定电压6kV到35kV电缆的标准规定，铜带屏蔽方式中的铜带平均搭盖率不小于铜带宽度的15%（标称值），最小值不小于5%。单芯电缆的铜带厚度≥0.12mm,多芯电缆的平均厚度≥0.10mm,铜带最小厚度不小于标称值的90%。铜丝屏蔽由疏绕的软铜线组成，其表面应由反向绕包的铜丝或铜带扎紧，相邻铜丝的平均间隙应不大于4mm。 电缆结构上的屏蔽是一种改善电场分布的措施，金属屏蔽的作用主要有以下几个方面: 1、电缆正常通电时金属屏蔽层通过电容电流，短路故障时通过短路电流。 2、将电缆通电时引起的电磁场屏蔽在绝缘线芯内，以减少对外界产生的电磁干 扰，金属屏蔽层也起到限制外界电磁场对内部产生的影响。 3、电站保护系统要求外金属屏蔽具有较好的防雷特性。 4、均化电场，防止轴向放电。由于半导电层具有一定的电阻，当金属屏蔽层接 地不良时，在电缆轴向由于电位分布不均匀而造成电缆沿面放电。 2 金属屏蔽截面积的计算
21-电缆金属屏蔽结构的确定方法
电缆金属屏蔽结构IEC60949的确定方法 张伟、管新元、王璐、孙大壮、虞踏峰 （江苏亨通电力电缆有限公司，江苏苏州 215200） 摘要：本文介绍了电缆金属屏蔽结构的确定方法，根据IEC60949介绍金属屏蔽故障电流的计算方法，并结合自身经验与电缆行业的同仁就IEC60949分享些个人心得。 关键词：电缆；金属屏蔽；故障电流；计算方法； 0 前言 众所周知，电缆屏蔽层包括金属屏蔽和非金属屏蔽两种形式，采用哪一种屏蔽形式取决于电缆的种类。电力电缆为了屏蔽和均化电场，承载故障电流，通常 =1.2kV)到采用金属屏蔽形式。而在国家标准GB/T12706《额定电压1kV(U m =40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》中仅规定：“金属屏蔽应由一根或35kV(U m 多根金属带、金属编织、金属丝的同心层或金属丝与金属带的组合结构组成。”“铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成，也可采用双层软铜带间隙绕包。”“单芯电缆铜带标称厚度≥0.12mm，三芯电缆铜带标称厚度≥0.10mm。”“铜丝屏蔽由疏绕的软铜线组成，其表面应用反向绕包的铜丝或铜带扎紧，相邻铜丝的平均间隙应不大于4mm。” 金属带或金属丝屏蔽主要是在发生短 路的情况下，在一定时间内承担一部分故障电流，避免绝缘在过高的电流影响下产生热击穿。前提是金属屏蔽必须有牢靠的接地措施，金属屏蔽的几何截面积应能满足相应的电气要求。 1 金属屏蔽结构对比 国家标准GB/T 12706、德国标准DIN VDE 0276和澳大利亚标准AS/NZS 1429.1中关于金属屏蔽结构要求如下：
当电压等级低于35kV 或导体标称截面积小于500mm 2时，国家标准GB/T 12706没有明确规定金属带或金属丝屏蔽的使用范围，国内在没有特殊要求时均采用铜带屏蔽结构；DIN VED 0276和AS/NZS 1429.1要求电缆的金属屏蔽应采用铜丝屏蔽结构，并对铜丝屏蔽的几何截面积或电气要求进行规定。主要原因为国内电缆大多采用经小电阻接地方式，采用铜带屏蔽即可满足承载故障电流的要求；国外电缆大多采用直接接地方式，需采用铜丝屏蔽才可满足承载故障电流的要求。那么，怎样计算铜带和铜丝屏蔽结构可承载的故障电流呢？在计算过程中又应注意哪些问题呢？ 2 允许故障电流的计算 在进行计算前，需对以下符号的含义加以说明： A —考虑到四周或邻近材料的热性能常熟，(mm 2/s)1/2； B —考虑到四周或邻近材料的热性能常熟，mm 2/s ； F —不完善的热接触因数； I —短路期间允许故障电流的有效值，A ； I AD —短路期间，在绝热基础上计算的故障电流，A ； K —载流体材料常数； M —热接触因数，S -1/2； S —载流体几何截面，mm 2； n —包带层数或单线根数； d —单丝直径，mm ； t —短路持续时间，s ； w —带宽，mm ； β —0℃时电阻温度系数的倒数，K ； δ —金属护套、屏蔽层或铠装层厚度，mm ； ε —考虑热量损失在临近层的因数； θ f —终止温度，℃； θ i —起始温度，℃； ρ2、ρ3—金属护套、屏蔽层或铠装层四周媒介热阻，K.m/W ； ζ1—屏蔽层、金属护套或铠装层比热，J/K.m 3； ζ2、ζ3—屏蔽层、金属护套或铠装层四周媒介比热，J/K.m 3。 注：以上符号的具体数值均能在IEC60949中找到答案，笔者在此不再进行说明。 根据IEC60949《Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account non-adiabatic heating effects 》，可知允许故障电流： 当采用绝热法计算时，ε=1。 注：当持续故障电流时间与导体截面积<0.1s/mm 2时，故障电流的增加可以忽略，采用绝热 AD I I ε=?
电缆屏蔽层接地
电缆屏蔽层接地 屏蔽接地通常采用两种方式来处理：屏蔽层单端接地和屏蔽层双端接地。 ①单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地，另一端不接地或通过保护接地。 在屏蔽层单端接地情况下，非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在，感应电压与电缆的长度成正比，但屏蔽层无电势环流通过。单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。 这种接地方式适合长度较短的线路，电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。静电感应电压的存在将影响电路信号的稳定，有时可能会形成天线效应。 在屏蔽层双端接地情况下，金属屏蔽层不会产生感应电压，但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过，如果地点A和地点B的电势不相等，将形成很大的电势环流，环流会对信号产生抵消衰减效果。 动力电缆线两边接地，电机端的PE必然要接在驱动端的PE上，并最终接入机箱内的大地汇流排。 信号线则需要区别情况对待，一般而言模拟信号主张单端接地，以避免双端接地时，地电势不同引发的地电流影响信号； 数字信号或差分信号主张双端接地，只是过大的地电流也同样可能影响信号。 所以无论是单端还是双端，原则是死的，实效才是目的，需以能解决现场问题和设备的稳定可靠运行为重，因此往往只能灵活处置。两端接地，由于两个接地端可能存在电位差，反而会产生干扰。 一般要求是两端接地，然而两端接地要看现场条件，如果现场条件恶劣，会在两端形成感应电压，从而有了感应电流，容易干扰，当然，对模拟量干扰严重，故此时即要单端接地。 高频双端接地如编码器，开关量等，低频单端接地如模拟量等。
单端接地不存在接地电位差的问题，可减少接地干扰。 屏蔽线的接地有三种情况，即：单端接地方式、两端接地方式、屏蔽层悬浮。 （1）单端接地方式：假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线，流过负载电阻RL之后，再通过屏蔽层返回信号源。因为i1与i2大小相等方向相反，所以它们产生的磁场干扰相互抵消。这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施 （对于单端接地，是变送器端接地）。 （2）两端接地方式：由于屏蔽层上流过的电流是i2与地环电流iG的迭加，所以它不能完全抵消信号电流所产生的磁场干扰。因此，它抑制磁场耦合干扰的能力也比单端接地方式差。单端接地方式与两端接地方式都有屏蔽电场耦合干扰作用。 （3）屏蔽层悬浮：只有屏蔽电场耦合干扰能力，而无抑制磁场耦合干扰能力？？。
电缆屏蔽工艺讲义
电缆屏蔽工艺讲义 概念1：阻拦外界电磁波的干扰（射频线）或防止电缆中的高频信号对外界产生的干扰（信号线）以及线对间的相互干扰（计算机电缆）。 概念2：中高压电力电缆为均衡电场。除保证绝缘屏蔽（半导电屏蔽）为地电位（中性点），还可使接地故障电流通过。 屏蔽的作用：减弱干扰 吸收能量：涡流损耗 反射能量：电磁波在屏蔽层的界面反射 抵消能量：电磁感应在屏蔽层上产生反向的电磁场 屏蔽层的效果与电磁波的频率有关，频率越高，效果越好。 屏蔽结构：编织，铜带、金属复合膜，分屏总屏。 编织屏蔽 产品型号：KVVP、RVVP、KVVRP、DJYPVP、KVVP22等。 金属编织屏蔽材料：软圆铜丝，TR0.15，TR0.20，TR0.25 机械性能：伸长率：15% 直流电阻：0.017241Ω.mm2/m 外观光亮 编织工艺参数： 编织节距： 编织角：30-60度 编织密度P：被线股遮盖的表面与整个产品表面之比。 P=1则无缝； P＜1则缝隙大，密度小。 P=（2p-p2）100%
式中：单向覆盖率p=a.n.d/h.cosα a——锭子数的二分之一 d——单根直径 n——金属丝根数α——编织角α=arctgh/π（D+t） 编织外径： D=D0+4d 编织设备：16锭编织机，24和32锭编织机等。 质量问题： 1、节距不均匀：牵引圈数少，打滑；锭子转速与牵引速度不匹配。 2、密度不符合要求：与锭子数、根数、直径、节距、编织角有关。 3、密度不均匀：线股张力靠弹簧控制，不均匀。 4、编织层有洞：断线造成，并丝张力不均匀；收线积压；锭子张力不均匀； 断线时修理不当。 铜带屏蔽 产品型号：KVVP2、KVVP2-22、DJYP2VP2、中高电压等级电力电缆等。 铜带材料：复合铜带、裸铜带。 重叠率：一般是重叠绕包，重叠率不小于15%。 重叠率的计算方法： 常规产品均采用单层铜带重迭绕包，铜带绕包紧密、圆整、连续；铜带绕包不应断带和漏包，铜带不得损伤内层结构。
电力电缆金属屏蔽层接地方式的探讨
电力电缆金属屏蔽层接地方式的探讨 随着电力产业的发展，大量的电力电缆的运行带来了电缆金属屏蔽层电流过大等问题，导致电缆效率降低，缩短使用寿命，也增加了电力运行的风险。金属屏蔽层通过正确的接地方式，可以有效抑制暂态过电压及消除环流，降低工程造价。 标签：电力电缆；金属屏蔽层；接地方式 1 金属屏蔽层的作用 GB/T12706-2008规定1kv到35kv所有电缆的绝缘线芯上应有金属屏蔽层，金属屏蔽层主要有以下作用： 1.1 电缆正常通电时金属屏蔽层通过电容电流。 1.2 将电缆通电时引起的电磁场屏蔽在绝缘线芯内，以减少对外界产生的电磁干扰，同时也起到限制外界电磁场对内部产生的影响。当电缆单芯运行或三芯电缆不平衡运行时，电缆长期处于由电动力所造成的机械力的作用下，导致电缆绝缘受损，减少电缆的使用寿命。 1.3 电站保护系统要求外金属屏蔽具有较好的防雷特性。当发生雷击事故时，金属屏蔽层可将故障电流引入接地系统，保证系统安全运行。 1.4 在发生短路的情况下，在一定时间内承受一部分短路电流，避免绝缘在过高的电流影响下产生热击穿。 2 金属屏蔽层感应电压的来源 三芯电力电缆的在正常运行中的理论值的向量和为0，此时伴随电流产生的磁场也为零。但是实际运行中，三相电流不可能完全平衡导致整根电缆将会出现零序电流，或者内部三芯导线因为实际敷设中导致相对位置不平衡（不是正品字），产生的磁场不能完全抵消，这样金属屏蔽层两端仍可能产生感应电压。 由单芯电缆构成的交流传输系统中，电缆导体和金属护套的关系可以看做一个空心变压器。电缆导体相当于一次绕组，而金属护套相当于二次绕组。单芯电缆金属护套处于导体电流的交变磁场中，因而在金属护套中产生一定的感应电压。 在一般情况下，电缆导体中通过的只是载流量安全范围内的工作电流，这时电缆金属护套每厘米产生的感应电压虽然数值不大，但由于电缆可能很长，每厘米长度的感应电压叠加起来也可能达到危及人身安全的程度。