6kV及以上的電纜一般都有導體屏蔽層和絕緣屏蔽層,也稱為內(nèi)屏蔽層和外屏蔽層。
屏蔽,是能夠?qū)㈦妶隹刂圃诮^緣內(nèi)部,同時能夠使得絕緣界面處表面光滑,并借此消除界面空隙的導電層。電纜導體由多根導線絞合而成,它與絕緣層之間易形成氣隙,導體表面不光滑,會造成電場集中。在導體表面加一層半導電材料的屏蔽層,它與被屏蔽的導體等電位,并與絕緣層良好接觸,從而避免在導體與絕緣層之間發(fā)生局部放電。這一層屏蔽,又稱為內(nèi)屏蔽層。
在絕緣表面和護套接觸處,也可能存在間隙,電纜彎曲時,油紙電纜絕緣表面易造成裂紋或皺折,這些都是引起局部放電的因素。在絕緣層表面加一.層半導電材料的屏蔽層,它與被屏蔽的絕緣層有良好接觸,與金屬護套等電位,從而避免在絕緣層與護套之間發(fā)生局部放電,又稱為外屏蔽層。
銅芯電力電纜對于XLPE絕緣電纜來說,半導電屏蔽層具有抑制樹枝生長和熱屏障的作用。
1)當導體表面金屬毛刺直接刺人絕緣層時,或者在絕緣層內(nèi)部存在雜質(zhì)顆粒、水氣、氣隙時,這些將引起尖端產(chǎn)生高電場、導致發(fā)射而引發(fā)樹枝。對于金屬表面毛刺,半導電屏蔽將有效地減弱毛刺附近的場強,減少場致發(fā)射,從而提高耐電樹枝放電特性。若在半導電屏蔽料中加入能捕捉水分的物質(zhì),就能有效地阻擋由線芯引人的水分進入絕緣層,從而防止絕緣中產(chǎn)生水樹枝。
2)半導電屏蔽層有一定熱阻,當線芯溫度瞬時升高時,電纜有半導屏蔽層的熱阻,高溫不會立即沖擊到絕緣層,通過熱阻的分溫作用,使絕緣層上的溫升下降。
(2)材料要求。屏蔽層的材料是半導電材料,其體積電阻率為10~10°2●m。油紙電纜的屏蔽層為半導電紙。半導電紙還有吸附離子的作用,有利于改善絕緣電氣性能。擠包絕緣電纜的屏蔽層材料是加人碳黑粒子的聚合物。
(3)結(jié)構(gòu)、種類。塑料、橡皮絕緣電纜的屏蔽層材料分別為半導電塑料和半導電橡皮。對于無金屬護套的擠包絕緣電纜,除半導電屏蔽層外,還要增加用銅帶或銅絲繞包的金屬屏蔽層。其作用為,在正常運行時通過電容電流;當系統(tǒng)發(fā)生短路時,作為短路電流的通道,同時也起到屏蔽電場的作用。在電纜結(jié)構(gòu)設計中,要根據(jù)系統(tǒng)短路電流的大小,采用相應截面的金屬屏蔽層。