वायर आणि केबल उत्पादनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या शिल्डिंगमध्ये दोन पूर्णपणे भिन्न संकल्पना आहेत: इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंग आणि इलेक्ट्रिक फील्ड शिल्डिंग. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शिल्डिंगची रचना उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नल प्रसारित करणाऱ्या केबल्सना (जसे की आरएफ केबल्स आणि इलेक्ट्रॉनिक केबल्स) बाह्य हस्तक्षेप करण्यापासून रोखण्यासाठी, किंवा कमी विद्युत प्रवाह प्रसारित करणाऱ्या केबल्समध्ये (जसे की सिग्नल किंवा मापन केबल्स) बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींना हस्तक्षेप करण्यापासून रोखण्यासाठी, तसेच तारांमधील क्रॉसटॉक कमी करण्यासाठी केली जाते. इलेक्ट्रिक फील्ड शिल्डिंगची रचना मध्यम आणि उच्च-व्होल्टेज पॉवर केबल्सच्या वाहकाच्या पृष्ठभागावरील किंवा इन्सुलेशनच्या पृष्ठभागावरील तीव्र विद्युत क्षेत्राला संतुलित करण्यासाठी केली जाते.
१. विद्युत क्षेत्र परिरक्षण थरांची रचना आणि आवश्यकता
पॉवर केबल्सच्या शील्डिंगमध्ये कंडक्टर शील्डिंग, इन्सुलेशन शील्डिंग आणि मेटॅलिक शील्डिंग यांचा समावेश असतो. संबंधित मानकांनुसार, 0.6/1kV पेक्षा जास्त रेटेड व्होल्टेज असलेल्या केबल्सना मेटॅलिक शील्डिंग लेयर असणे आवश्यक आहे, जो प्रत्येक इन्सुलेटेड कोअरला किंवा मल्टी-कोअर स्ट्रँडेड केबल कोअरला लावला जाऊ शकतो. 3.6/6kV पेक्षा कमी नसलेल्या रेटेड व्होल्टेजच्या XLPE-इन्सुलेटेड केबल्ससाठी आणि 3.6/6kV पेक्षा कमी नसलेल्या रेटेड व्होल्टेजच्या EPR थिन-इन्सुलेटेड केबल्ससाठी (किंवा 6/10kV पेक्षा कमी नसलेल्या रेटेड व्होल्टेजच्या थिक-इन्सुलेटेड केबल्ससाठी), आतील आणि बाहेरील सेमी-कंडक्टिव्ह शील्डिंग स्ट्रक्चर्स देखील आवश्यक आहेत.
(1) वाहक परिरक्षण आणि इन्सुलेशन परिरक्षण
वाहक परिरक्षण (आतील अर्ध-वाहक परिरक्षण) अधातूचे असावे, ज्यामध्ये बहिर्वेधित अर्ध-वाहक पदार्थ किंवा वाहकाभोवती गुंडाळलेली अर्ध-वाहक टेप आणि त्यानंतर बहिर्वेधित अर्ध-वाहक थर यांचा समावेश असतो.
इन्सुलेशन शिल्डिंग (बाह्य अर्ध-वाहक शिल्डिंग) हा प्रत्येक इन्सुलेटेड कोअरच्या बाह्य पृष्ठभागावर थेट एक्सट्रूड केलेला एक अधातू अर्ध-वाहक थर आहे, जो इन्सुलेशनला घट्ट चिकटलेला किंवा त्यापासून सोलून काढता येण्याजोगा असू शकतो. एक्सट्रूड केलेले आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहक थर इन्सुलेशनला घट्ट चिकटलेले असावेत, त्यांचे इंटरफेस गुळगुळीत असावेत, तारांच्या स्पष्ट खुणा नसाव्यात आणि तीक्ष्ण कडा, कण, जळल्याच्या खुणा किंवा ओरखडे नसावेत. एजिंगच्या आधी आणि नंतरची रोधकता कंडक्टर शिल्डिंग लेयरसाठी १००० Ω·m आणि इन्सुलेशन शिल्डिंग लेयरसाठी ५०० Ω·m पेक्षा जास्त नसावी.
आतील आणि बाहेरील अर्धसंवाहक शिल्डिंग साहित्य हे संबंधित इन्सुलेशन साहित्य (जसे की क्रॉस-लिंक्ड पॉलिथिलीन, इथिलीन-प्रोपलीन रबर, इत्यादी) कार्बन ब्लॅक, अँटिऑक्सिडंट्स, इथिलीन-व्हायनाइल ॲसिटेट कोपॉलिमर आणि इतर ॲडिटिव्ह्जसोबत मिसळून बनवले जाते. कार्बन ब्लॅकचे कण पॉलिमरमध्ये एकसमान विखुरलेले असावेत, त्यांचे गुच्छीकरण किंवा खराब विखुरणे होता कामा नये.
व्होल्टेजच्या पातळीनुसार आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहक शिल्डिंग थरांची जाडी वाढते. इन्सुलेशन थरावरील विद्युत क्षेत्राची तीव्रता आत जास्त आणि बाहेर कमी असल्यामुळे, अर्ध-वाहक शिल्डिंग थरांची जाडी देखील आत बाहेरच्या जाडीपेक्षा जास्त असावी लागते. पूर्वी, खराब सॅग नियंत्रणामुळे होणारे ओरखडे किंवा जास्त कठीण तांब्याच्या टेपमुळे होणारे छिद्र टाळण्यासाठी बाहेरील अर्ध-वाहक शिल्डिंग आतील थरापेक्षा किंचित जाड बनवले जात असे. आता, ऑनलाइन स्वयंचलित सॅग मॉनिटरिंग आणि ॲनील्ड सॉफ्ट कॉपर टेप्समुळे, आतील अर्ध-वाहक शिल्डिंग थर बाहेरील थरापेक्षा किंचित जाड किंवा त्याच्या समान जाडीचा बनवला पाहिजे. ६-१०-३५ kV केबल्ससाठी, आतील थराची जाडी साधारणपणे ०.५-०.६-०.८ मिमी असते.
(2) धातूचे कवच
०.६/१kV पेक्षा जास्त रेटेड व्होल्टेज असलेल्या केबल्सवर धातूचा शिल्डिंग थर असावा. हा धातूचा शिल्डिंग थर प्रत्येक इन्सुलेटेड कोअर किंवा केबल कोअरवर लावला पाहिजे. धातूच्या शिल्डिंगमध्ये एक किंवा अधिक मेटल टेप्स, मेटल ब्रेड्स, धातूच्या तारांचे एककेंद्री थर किंवा धातूच्या तारा आणि मेटल टेप्स यांचे मिश्रण असावे.
युरोप आणि इतर विकसित देशांमध्ये, जास्त शॉर्ट-सर्किट करंट असलेल्या रेझिस्टन्स-ग्राउंडेड डबल-सर्किट सिस्टीमच्या वापरामुळे, तांब्याच्या तारेचे शील्डिंग सामान्यतः वापरले जाते. काही उत्पादक केबलचा व्यास कमी करण्यासाठी सेपरेशन शीथ किंवा बाह्य शीथमध्ये तांब्याच्या तारा अंतर्भूत करतात. चीनमध्ये, रेझिस्टन्स-ग्राउंडेड डबल-सर्किट सिस्टीम वापरणाऱ्या काही प्रमुख प्रकल्पांव्यतिरिक्त, बहुतेक सिस्टीममध्ये आर्क-सप्रेशन कॉइल-ग्राउंडेड सिंगल-सर्किट पॉवर सप्लाय वापरले जातात, जे शॉर्ट-सर्किट करंट कमीत कमी ठेवतात, त्यामुळे तांब्याच्या टेपचे शील्डिंग वापरले जाऊ शकते. केबल कारखाने खरेदी केलेल्या हार्ड कॉपर टेपवर स्लिटिंग आणि ॲनीलिंगद्वारे प्रक्रिया करून, वापरण्यापूर्वी त्यात एक विशिष्ट ताणक्षमता आणि तन्यता शक्ती प्राप्त करतात (जास्त कठीण असल्यास इन्सुलेशन शील्डिंग लेयरवर ओरखडे पडतील, जास्त मऊ असल्यास सुरकुत्या पडतील). सॉफ्ट कॉपर टेपने GB/T11091-2005 कॉपर टेप फॉर केबल्सचे पालन करणे आवश्यक आहे.
कॉपर टेप शील्डिंगमध्ये एकमेकांवर रचलेल्या मऊ कॉपर टेपचा एक थर किंवा अंतरासह वेटोळ्याच्या स्वरूपात गुंडाळलेल्या मऊ कॉपर टेपचे दोन थर असावेत. कॉपर टेपचा सरासरी ओव्हरलॅप दर त्याच्या रुंदीच्या (नाममात्र मूल्य) १५% असावा आणि किमान ओव्हरलॅप दर ५% पेक्षा कमी नसावा. सिंगल-कोअर केबल्ससाठी कॉपर टेपची नाममात्र जाडी किमान ०.१२ मिमी आणि मल्टी-कोअर केबल्ससाठी किमान ०.१० मिमी असावी. कॉपर टेपची किमान जाडी नाममात्र मूल्याच्या ९०% पेक्षा कमी नसावी. इन्सुलेशन शील्डिंगच्या बाह्य व्यासानुसार (≤२५ मिमी किंवा >२५ मिमी), कॉपर टेपची रुंदी सामान्यतः ३०-३५ मिमी असते.
कॉपर वायर शिल्डिंग हे वेटोळ्याच्या (हेलिकली) आकारात गुंडाळलेल्या मऊ तांब्याच्या तारांपासून बनवलेले असते, जे तांब्याच्या तारांच्या किंवा तांब्याच्या टेपच्या उलट वेटोळ्याच्या (काउंटर-हेलिकल) वेष्टनाने सुरक्षित केलेले असते. त्याचा रोध GB/T3956-2008 'कंडक्टर्स ऑफ केबल्स'च्या आवश्यकता पूर्ण करणारा असावा आणि त्याचे नाममात्र छेद-क्षेत्रफळ (नॉमिनल क्रॉस-सेक्शनल एरिया) फॉल्ट करंट क्षमतेनुसार निश्चित केले जावे. कॉपर वायर शिल्डिंग हे थ्री-कोअर केबल्सच्या आतील आवरणावर (इनर शीथ) किंवा सिंगल-कोअर केबल्सच्या इन्सुलेशन, बाह्य अर्ध-वाहक शिल्डिंग थर किंवा योग्य आतील आवरणावर थेट लावले जाऊ शकते. लगतच्या तांब्याच्या तारांमधील सरासरी अंतर ४ मिमी पेक्षा जास्त नसावे. सरासरी अंतर G खालील सूत्र वापरून मोजले जाते:
जिथे:
D – तांब्याच्या तारेच्या आवरणाखालील केबलच्या गाभ्याचा व्यास, मिमी मध्ये;
d – तांब्याच्या तारेचा व्यास, मिमी मध्ये;
n – तांब्याच्या तारांची संख्या.
२. परिरक्षण थरांची भूमिका आणि व्होल्टेज पातळीशी त्यांचा संबंध
(1) आतील आणि बाहेरील अर्ध-वाहक परिरक्षणाची भूमिका
केबलचे वाहक सामान्यतः अनेक तारांच्या गुच्छांपासून दाबून बनवलेले असतात. इन्सुलेशन तयार करताना, वाहकाच्या पृष्ठभागावर आणि इन्सुलेशनच्या थरामध्ये फटी, उंचवटे आणि इतर पृष्ठभागावरील अनियमितता असू शकतात, ज्यामुळे विद्युत क्षेत्राचे केंद्रीकरण होते. यामुळे स्थानिक एअर गॅप डिस्चार्ज आणि ट्रीइंग डिस्चार्ज होतो, आणि डायलेक्ट्रिक कार्यक्षमता कमी होते. वाहकाच्या पृष्ठभागावर अर्ध-वाहक पदार्थाचा (वाहक शिल्डिंग) थर चढवल्याने, इन्सुलेशनसोबत घट्ट संपर्क सुनिश्चित होतो. अर्ध-वाहक थर आणि वाहक एकाच विभवावर असल्यामुळे, त्यांच्यामध्ये फटी असल्या तरी, विद्युत क्षेत्राची क्रिया होत नाही, ज्यामुळे आंशिक डिस्चार्ज टाळले जातात.
त्याचप्रमाणे, बाह्य इन्सुलेशन पृष्ठभाग आणि धातूचे आवरण (किंवा धातूचे शिल्डिंग) यांच्यामध्ये फटी असतात आणि व्होल्टेजची पातळी जितकी जास्त असेल, तितका एअर गॅप डिस्चार्ज होण्याची शक्यता जास्त असते. बाह्य इन्सुलेशन पृष्ठभागावर अर्ध-वाहक थर (इन्सुलेशन शिल्डिंग) एक्सट्रूड केल्याने, धातूच्या आवरणासह एक बाह्य समविभव पृष्ठभाग तयार होतो, ज्यामुळे फटींमधील विद्युत क्षेत्रे नाहीशी होतात आणि आंशिक डिस्चार्जला प्रतिबंध होतो.
(2) धातूच्या संरक्षणाची भूमिका
धातूच्या शील्डिंगच्या कार्यांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश होतो: सामान्य परिस्थितीत कपॅसिटिव्ह प्रवाह वाहून नेणे, बिघाडाच्या वेळी शॉर्ट-सर्किट प्रवाहासाठी मार्ग म्हणून काम करणे; विद्युत क्षेत्राला इन्सुलेशनच्या आत मर्यादित ठेवणे (बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप कमी करणे) आणि एकसमान रेडियल विद्युत क्षेत्र सुनिश्चित करणे; असंतुलित प्रवाह वाहून नेण्यासाठी थ्री-फेज फोर-वायर सिस्टीममध्ये न्यूट्रल लाइन म्हणून काम करणे; आणि रेडियल वॉटर-ब्लॉकिंग संरक्षण प्रदान करणे.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-२८-२०२५