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发布时间:2023.12.07 新闻来源:珠江电缆电线-南方珠江科技有限公司 浏览次数:

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行短少的结构,GB/T12706.2—2008和GB/T12706.3—2008第7部分规则一切电缆的绝缘线芯上应有金属屏蔽,能够在单根绝缘线芯上也能够在几根绝缘线芯上包覆金属屏蔽。科学规划金属屏蔽的结构、精确核算屏蔽层所接受的短路电流并合理拟定屏蔽层加工工艺,对保证交联电缆的质量甚至整个运转体系的安全具有至关重要的效果。

1 .金属屏蔽的办法和效果

中压交联聚乙烯绝缘电力电缆金属屏蔽的办法主要由铜带搭盖绕包屏蔽和疏绕铜丝屏蔽两种办法。

依据GB/T12706-2008 额外电压6kV到35kV电缆的标准规则,铜带屏蔽办法中的铜带均匀搭盖率不小于铜带宽度的15%(标称值),最小值不小于5%。请关注南方珠江电线电缆单芯电缆的铜带厚度≥0.12mm,多芯电缆的均匀厚度≥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,其外表应由反向绕包的铜丝或铜带扎紧,相邻铜丝的均匀空隙应不大于4mm。

电缆结构上的屏蔽是一种改进电场散布的办法,金属屏蔽的效果主要有以下几个方面:

1、 电缆正常通电时金属屏蔽层经过电容电流,短路毛病时经过短路电流。

2、 将电缆通电时引起的电磁场屏蔽在绝缘线芯内,以削减对外界发生的电磁搅扰,金属屏蔽层也起到约束外界电磁场对内部发生的影响。

3、 电站维护体系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。因为半导电层具有必定的电阻,当金属屏蔽层接地不良时,在电缆轴向因为电位散布不均匀而形成电缆沿面放电。

2. 金属屏蔽截面积的核算

   为了保证体系发生短路时不烧坏金属屏蔽层,有必要依据体系规划详细合理核算出短路容量,依据短路容量核算出金属屏蔽层的截面巨细。金属屏蔽层的截面积太小的话,当短路电流经过期就会发生过热或烧断,并损坏绝缘,所以在实践使用中依据单相对地短路容量,挑选适宜截面积的金属屏蔽。

① 对敷设在土壤中的电缆16mm2截面是答应的。

② 对敷设在土壤中的单芯电缆16mm2截面是答应的。

2.1铜带屏蔽的截面积的核算

铜带屏蔽的结构规则的较为详细,如铜带的厚度、堆叠率等详细工艺参数。铜带的截面的宽度一般为30mm,或许35mm,我公司选用的是铜带宽度为35mm。截面核算办法依据有关文献有两种:

(1)第1种依照IEC60949:

S=N·W·δ

式中:S--铜带截面mm2

 N--铜带层数

 W--铜带宽度mm

 δ--铜带厚度 mm

单芯电缆的铜带截面为:1*35*0.12=4.2mm2,

三芯电缆的铜带截面为:3*35*0.10=10.5mm2

用此种办法核算铜带的屏蔽截面与搭盖率无关,与绝缘外径无关,与铜带宽度有关,与实践状况不契合。

(2)第2种依照环形截面核算:

S=π·(D+ N·δ)·N·δ/(1-K)

式中:S—铜带截面 mm2 

D—屏蔽前外径 mm

N—铜带层数

δ—铜带厚度 mm

K—堆叠率

用此种核算办法能够知道,铜带的屏蔽截面与搭盖率有关,与绝缘外径有关,与铜带宽度无关,与实践状况较为契合。考虑到铜带外表的氧化导致触摸不良,铜带之间的焊接接头号要素,以上核算值乘以一个安全系数来核算接受的短路电流较为稳当。

2.2铜丝疏绕屏蔽的截面积核算

GB/T12706.3—2020 第10.2.3条款规则, 26/35kV 500 mm2 及以上电缆,其金属屏蔽须选用疏绕铜丝+反向铜带或铜丝结构;别的,若用户对电缆接地毛病电流有特殊要求时,亦选用该结构。

铜丝截面积的核算:S=n(πd2/4),n为疏绕铜丝根数,d为疏绕铜丝单丝直径。

3 .屏蔽工艺

屏蔽工序在中压电缆出产进程中相对比较简单,可是一些细节性的东西不注意的话也会对电缆质量形成不行拯救的严峻后果。

3.1铜带屏蔽工艺

屏蔽所用的铜带有必要是韧炼充沛的软铜带,两头不答应有卷边或裂口等缺点。铜带太硬会割破外半导电层,太软也简单发皱。绕包时,绕包头视点要调好,包带张力操控恰当,防止张力过紧。因电缆通电时,绝缘会发热而有所胀大,若铜带绕的太紧话,有或许形成铜带嵌入绝缘屏蔽,或绷断铜带。屏蔽机收线盘的两边使用软质资料衬垫,不然,简单形成两边铜带在本道或下道工序轧伤,严峻时,决裂铜带会刺入外屏蔽甚至绝缘,形成击穿。铜带接头应选用点焊,不宜选用锡焊,更不能选用插接或胶带粘结或其他的一些等不标准操作。

铜带搭盖绕包方法,在电缆运转时金属屏蔽层间因为其触摸面发生氧化物,以及曲折冷热变形后削减了触摸压力,会形成触摸电阻成倍增加,影响短路电流的容量和短路电流的导通。触摸不良再加上热胀冷缩曲折变形,将会直接损害外半导电层。铜带金属屏蔽应与半导电层严密触摸,使之杰出接地,但因为过热胀大会导致铜带弓形胀大变形以及半导电层损害,一切的这些状况形成的不良接地均会使电缆局放功能下降。

假如铜带屏蔽层开裂或铜带接头处焊接不良导致开裂,则有或许从铜带屏蔽层非接地端流向接地端的充电电流会在铜带屏蔽层开裂处强行经过外半导电层流过,该处外半导电层发热,温度上升。此刻温度会很高,使铜带屏蔽层开裂处的外半导电层急剧老化。假如上述状况继续继续发展,外半导电层的电阻进一步增大,在铜带屏蔽层开裂处,铜带屏蔽层非接地端与接地端之间发生的电位差的效果下,发生的放电现象进一步加快电缆从绝缘体表层开端老化。因而,在铜带屏蔽层开裂后,其开裂处电缆绝缘会在较短时间内发生老化,直至绝缘损坏。由此可见铜带屏蔽工艺在中压电缆出产进程中也是适当重要的。

3.2铜丝屏蔽工艺

若选用疏绕铜丝屏蔽结构,假如铜丝直接环绕在外屏外表会很简单勒进去,严峻时损害到绝缘,导致电缆击穿,所以有必要在挤出半导电外屏蔽层后绕包1~2层半导电尼龙带。

选用疏绕铜丝屏蔽结构不会有铜带搭盖间的氧化层,曲折变形小,热胀大变形也少,触摸电阻不至于成倍增加,一切的这些状况都有利于改进运转电缆的电功能、机械功能和热功能。据有关文献介绍,国外大都选用铜丝屏蔽结构方法。

4 .短路电流

依据IEC 60949,屏蔽层短路电流的核算公式为:

I2*t =ε2 *K2*S2*ln[ (θf +β)/(θi +β)]ε—非绝热要素的核算,关于疏绕铜丝屏蔽结构可拜见IEC 60949第5.1和5.3 条,铜带屏蔽可拜见IEC60949第6.1和6.2条;

K—与载流体有关的常数;

s-屏蔽截面S核算取得;

β-温度系数的倒数-20,关于铜取234.5,℃;也可从IEC60949表1中查得;

θi--屏蔽层短路开始温度θi 与电缆的类型、电压等级、标准、结构、敷设办法和敷设环境等均有关,一般取90℃,其间单芯电缆的散热条件要优于三芯电缆,取值范围在60~80 ℃,当然不同的文献有不同的说法,详细怎样取值仍是值得去研讨的。

θf--关于交联聚乙烯绝缘电力电缆,一般状况下取250℃;

5 .结束语

综上所述,了解金属屏蔽层的效果对出产中压电缆进程操控有着很重要的指导意义。完善的屏蔽制作工艺以及屏蔽截面的合理规划和核算是保证交联电缆金属屏蔽质量重要的手法。

 

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