वायर आणि केबल उत्पादनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या शिल्डिंगमध्ये दोन पूर्णपणे भिन्न संकल्पना आहेत: इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंग आणि इलेक्ट्रिक फील्ड शिल्डिंग. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंग हे उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नल (जसे की आरएफ केबल्स आणि इलेक्ट्रॉनिक केबल्स) प्रसारित करणाऱ्या केबल्सना बाह्य हस्तक्षेप होण्यापासून रोखण्यासाठी किंवा कमकुवत प्रवाह प्रसारित करणाऱ्या केबल्समध्ये (जसे की सिग्नल किंवा मापन केबल्स) हस्तक्षेप करण्यापासून बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा रोखण्यासाठी तसेच तारांमधील क्रॉसटॉक कमी करण्यासाठी डिझाइन केले आहे. इलेक्ट्रिक फील्ड शिल्डिंग हे कंडक्टर पृष्ठभागावरील किंवा मध्यम आणि उच्च-व्होल्टेज पॉवर केबल्सच्या इन्सुलेशन पृष्ठभागावरील मजबूत विद्युत क्षेत्र संतुलित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.
१. इलेक्ट्रिक फील्ड शिल्डिंग लेयर्सची रचना आणि आवश्यकता
पॉवर केबल्सच्या शिल्डिंगमध्ये कंडक्टर शिल्डिंग, इन्सुलेशन शिल्डिंग आणि मेटॅलिक शिल्डिंग यांचा समावेश होतो. संबंधित मानकांनुसार, 0.6/1kV पेक्षा जास्त रेटेड व्होल्टेज असलेल्या केबल्समध्ये मेटॅलिक शिल्डिंग लेयर असणे आवश्यक आहे, जे प्रत्येक इन्सुलेटेड कोर किंवा मल्टी-कोर स्ट्रँडेड केबल कोरवर लागू केले जाऊ शकते. 3.6/6kV पेक्षा कमी नसलेल्या रेटेड व्होल्टेज असलेल्या XLPE-इन्सुलेटेड केबल्स आणि 3.6/6kV पेक्षा कमी नसलेल्या रेटेड व्होल्टेज असलेल्या EPR पातळ-इन्सुलेटेड केबल्ससाठी (किंवा 6/10kV पेक्षा कमी नसलेल्या रेटेड व्होल्टेज असलेल्या जाड-इन्सुलेटेड केबल्ससाठी), आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहक शिल्डिंग स्ट्रक्चर्स देखील आवश्यक आहेत.
(१) कंडक्टर शिल्डिंग आणि इन्सुलेशन शिल्डिंग
कंडक्टर शील्डिंग (अंतर्गत अर्ध-वाहकीय शील्डिंग) हे धातू नसलेले असावे, ज्यामध्ये बाहेर काढलेले अर्ध-वाहकीय साहित्य किंवा कंडक्टरभोवती गुंडाळलेला अर्ध-वाहकीय टेप असावा आणि त्यानंतर बाहेर काढलेले अर्ध-वाहकीय थर असावे.
इन्सुलेशन शील्डिंग (बाह्य अर्ध-वाहकीय शिल्डिंग) हा एक धातू नसलेला अर्ध-वाहकीय थर आहे जो प्रत्येक इन्सुलेटेड कोरच्या बाह्य पृष्ठभागावर थेट बाहेर काढला जातो, जो इन्सुलेशनशी घट्ट बांधला जाऊ शकतो किंवा त्यातून सोलता येतो. बाहेर काढलेले आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहकीय थर इन्सुलेशनशी घट्ट बांधले पाहिजेत, गुळगुळीत इंटरफेससह, कोणतेही स्पष्ट स्ट्रँड मार्क्स आणि कोणतेही तीक्ष्ण कडा, कण, जळजळीचे मार्क्स किंवा ओरखडे नसावेत. वृद्धत्वापूर्वी आणि नंतरची प्रतिरोधकता कंडक्टर शील्डिंग लेयरसाठी 1000 Ω·m आणि इन्सुलेशन शील्डिंग लेयरसाठी 500 Ω·m पेक्षा जास्त नसावी.
आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहक संरक्षण साहित्य हे संबंधित इन्सुलेशन साहित्य (जसे की क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन, इथिलीन-प्रोपिलीन रबर इ.) कार्बन ब्लॅक, अँटिऑक्सिडंट्स, इथिलीन-विनाइल एसीटेट कोपॉलिमर आणि इतर अॅडिटीव्हजसह मिसळून बनवले जातात. कार्बन ब्लॅक कण पॉलिमरमध्ये एकसारखे पसरलेले असले पाहिजेत, एकत्रीकरण किंवा खराब पसरणे न करता.
आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहकीय शिल्डिंग लेयर्सची जाडी व्होल्टेज पातळीसह वाढते. इन्सुलेशन लेयरवरील विद्युत क्षेत्राची ताकद आत जास्त आणि बाहेर कमी असल्याने, अर्ध-वाहकीय शिल्डिंग लेयर्सची जाडी देखील बाहेरीलपेक्षा आत जास्त असावी. पूर्वी, खराब सॅग कंट्रोल किंवा जास्त कडक तांब्याच्या टेप्समुळे होणारे पंक्चर यामुळे ओरखडे टाळण्यासाठी बाह्य अर्ध-वाहकीय शिल्डिंग आतीलपेक्षा किंचित जाड केले जात असे. आता, ऑनलाइन ऑटोमॅटिक सॅग मॉनिटरिंग आणि एनील्ड सॉफ्ट कॉपर टेप्ससह, आतील अर्ध-वाहकीय शिल्डिंग लेयर बाह्य थरापेक्षा किंचित जाड किंवा समान बनवले पाहिजे. 6-10-35 kV केबल्ससाठी, आतील थराची जाडी साधारणपणे 0.5-0.6-0.8 मिमी असते.
(२) धातूचे संरक्षण
०.६/१kV पेक्षा जास्त रेटेड व्होल्टेज असलेल्या केबल्समध्ये धातूचा शिल्डिंग थर असावा. धातूचा शिल्डिंग थर प्रत्येक इन्सुलेटेड कोर किंवा केबल कोरवर लावावा. धातूच्या शिल्डिंगमध्ये एक किंवा अधिक धातूचे टेप, धातूच्या वेण्या, धातूच्या तारांचे समकेंद्रित थर किंवा धातूच्या तारा आणि धातूच्या टेपचे मिश्रण असावे.
युरोप आणि इतर विकसित देशांमध्ये, उच्च शॉर्ट-सर्किट करंट असलेल्या रेझिस्टन्स-ग्राउंडेड डबल-सर्किट सिस्टमच्या वापरामुळे, कॉपर वायर शील्डिंगचा वापर सामान्यतः केला जातो. काही उत्पादक केबल व्यास कमी करण्यासाठी सेपरेशन शीथ किंवा बाह्य शीथमध्ये तांब्याच्या तारा एम्बेड करतात. चीनमध्ये, रेझिस्टन्स-ग्राउंडेड डबल-सर्किट सिस्टम वापरणारे काही प्रमुख प्रकल्प वगळता, बहुतेक सिस्टम आर्क-सप्रेशन कॉइल-ग्राउंडेड सिंगल-सर्किट पॉवर सप्लाय वापरतात, जे शॉर्ट-सर्किट करंटला कमीतकमी मर्यादित करतात, म्हणून कॉपर टेप शील्डिंगचा वापर केला जाऊ शकतो. केबल कारखाने वापरण्यापूर्वी विशिष्ट लांबी आणि तन्य शक्ती (खूप कठीण इन्सुलेशन शील्डिंग लेयरला स्क्रॅच करेल, खूप मऊ सुरकुत्या पडेल) साध्य करण्यासाठी स्लिटिंग आणि अॅनिलिंगद्वारे खरेदी केलेल्या हार्ड कॉपर टेपवर प्रक्रिया करतात. सॉफ्ट कॉपर टेपने केबल्ससाठी GB/T11091-2005 कॉपर टेपचे पालन केले पाहिजे.
कॉपर टेप शील्डिंगमध्ये ओव्हरलॅप केलेल्या सॉफ्ट कॉपर टेपचा एक थर किंवा गॅप असलेल्या हेलिकली रॅप केलेल्या सॉफ्ट कॉपर टेपचे दोन थर असावेत. कॉपर टेपचा सरासरी ओव्हरलॅप दर त्याच्या रुंदीच्या (नाममात्र मूल्याच्या) १५% असावा आणि किमान ओव्हरलॅप दर ५% पेक्षा कमी नसावा. सिंगल-कोर केबल्ससाठी कॉपर टेपची नाममात्र जाडी किमान ०.१२ मिमी आणि मल्टी-कोर केबल्ससाठी किमान ०.१० मिमी असावी. कॉपर टेपची किमान जाडी नाममात्र मूल्याच्या ९०% पेक्षा कमी नसावी. इन्सुलेशन शील्डिंगच्या बाह्य व्यासावर (≤२५ मिमी किंवा >२५ मिमी) अवलंबून, कॉपर टेपची रुंदी सहसा ३०-३५ मिमी असते.
कॉपर वायर शील्डिंग हे हेलिकली जखम असलेल्या मऊ कॉपर वायर्सपासून बनवले जाते, जे कॉपर वायर्स किंवा कॉपर टेप्सच्या काउंटर-हेलिकल रॅपिंगने सुरक्षित केले जाते. त्याचा प्रतिकार GB/T3956-2008 केबल्सच्या कंडक्टरच्या आवश्यकता पूर्ण करतो आणि त्याचे नाममात्र क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र फॉल्ट करंट क्षमतेनुसार निश्चित केले पाहिजे. कॉपर वायर शील्डिंग तीन-कोर केबल्सच्या आतील आवरणावर किंवा थेट इन्सुलेशन, बाह्य अर्ध-वाहक शील्डिंग लेयर किंवा सिंगल-कोर केबल्सच्या योग्य आतील आवरणावर लागू केले जाऊ शकते. लगतच्या कॉपर वायर्समधील सरासरी अंतर 4 मिमी पेक्षा जास्त नसावे. सरासरी अंतर G सूत्र वापरून मोजले जाते:
कुठे:
डी - कॉपर वायर शील्डिंगखाली केबल कोरचा व्यास, मिमी मध्ये;
d – तांब्याच्या तारेचा व्यास, मिमी मध्ये;
n – तांब्याच्या तारांची संख्या.
२. शिल्डिंग लेयर्सची भूमिका आणि त्यांचा व्होल्टेज पातळीशी संबंध
(१) आतील आणि बाह्य अर्ध-वाहक शिल्डिंगची भूमिका
केबल कंडक्टर सामान्यतः अनेक अडकलेल्या तारांपासून कॉम्पॅक्ट केलेले असतात. इन्सुलेशन एक्सट्रूजन दरम्यान, कंडक्टर पृष्ठभाग आणि इन्सुलेशन थर यांच्यामध्ये अंतर, बर आणि इतर पृष्ठभागावरील अनियमितता असू शकतात, ज्यामुळे विद्युत क्षेत्राचे प्रमाण वाढते, ज्यामुळे स्थानिक एअर गॅप डिस्चार्ज आणि ट्रीइंग डिस्चार्ज होतो आणि डायलेक्ट्रिक कार्यक्षमता कमी होते. कंडक्टर पृष्ठभागावर अर्ध-वाहक सामग्रीचा (कंडक्टर शील्डिंग) थर बाहेर काढून, ते इन्सुलेशनशी घट्ट संपर्क सुनिश्चित करते. कारण अर्ध-वाहक थर आणि कंडक्टर समान क्षमतेवर आहेत, जरी त्यांच्यामध्ये अंतर असले तरीही, विद्युत क्षेत्र क्रिया होणार नाही, ज्यामुळे आंशिक डिस्चार्ज टाळता येईल.
त्याचप्रमाणे, बाह्य इन्सुलेशन पृष्ठभाग आणि धातूच्या आवरणात (किंवा धातूचे संरक्षण) अंतर असते आणि व्होल्टेज पातळी जितकी जास्त असेल तितकी हवेच्या अंतरातून बाहेर पडण्याची शक्यता जास्त असते. बाह्य इन्सुलेशन पृष्ठभागावर अर्ध-वाहक थर (इन्सुलेशन संरक्षण) बाहेर काढल्याने, धातूच्या आवरणासह एक बाह्य समतुल्य पृष्ठभाग तयार होतो, ज्यामुळे अंतरांमधील विद्युत क्षेत्रे नष्ट होतात आणि आंशिक स्त्राव रोखला जातो.
(२) धातूच्या संरक्षणाची भूमिका
मेटॅलिक शील्डिंगची कार्ये अशी आहेत: सामान्य परिस्थितीत कॅपेसिटिव्ह करंट वाहून नेणे, फॉल्ट दरम्यान शॉर्ट-सर्किट करंटसाठी मार्ग म्हणून काम करणे; इन्सुलेशनमध्ये विद्युत क्षेत्र मर्यादित करणे (बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप कमी करणे) आणि एकसमान रेडियल इलेक्ट्रिक फील्ड सुनिश्चित करणे; असंतुलित प्रवाह वाहून नेण्यासाठी तीन-फेज चार-वायर सिस्टममध्ये तटस्थ रेषा म्हणून काम करणे; आणि रेडियल वॉटर-ब्लॉकिंग संरक्षण प्रदान करणे.
पोस्ट वेळ: जुलै-२८-२०२५