పవర్ కేబుల్ షీల్డింగ్ పొరల నిర్మాణం మరియు పదార్థాలు

వైర్ మరియు కేబుల్ ఉత్పత్తులలో ఉపయోగించే షీల్డింగ్ రెండు పూర్తిగా భిన్నమైన భావనలను కలిగి ఉంది: విద్యుదయస్కాంత కవచం మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర కవచం. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌లను (RF కేబుల్స్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ కేబుల్స్ వంటివి) ప్రసారం చేసే కేబుల్‌లు బాహ్య జోక్యాన్ని కలిగించకుండా నిరోధించడానికి లేదా బలహీనమైన ప్రవాహాలను (సిగ్నల్ లేదా కొలత కేబుల్స్ వంటివి) ప్రసారం చేసే కేబుల్‌లతో బాహ్య విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు జోక్యం చేసుకోకుండా నిరోధించడానికి, అలాగే వైర్ల మధ్య క్రాస్‌స్టాక్‌ను తగ్గించడానికి విద్యుదయస్కాంత కవచం రూపొందించబడింది. విద్యుత్ క్షేత్ర కవచం కండక్టర్ ఉపరితలంపై లేదా మీడియం మరియు హై-వోల్టేజ్ పవర్ కేబుల్స్ యొక్క ఇన్సులేషన్ ఉపరితలంపై బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సమతుల్యం చేయడానికి రూపొందించబడింది.

1. ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ షీల్డింగ్ పొరల నిర్మాణం మరియు అవసరాలు

విద్యుత్ కేబుల్స్ యొక్క షీల్డింగ్‌లో కండక్టర్ షీల్డింగ్, ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్ మరియు మెటాలిక్ షీల్డింగ్ ఉన్నాయి. సంబంధిత ప్రమాణాల ప్రకారం, 0.6/1kV కంటే ఎక్కువ రేటెడ్ వోల్టేజ్ ఉన్న కేబుల్స్ మెటాలిక్ షీల్డింగ్ పొరను కలిగి ఉండాలి, దీనిని ప్రతి ఇన్సులేటెడ్ కోర్‌కు లేదా మల్టీ-కోర్ స్ట్రాండెడ్ కేబుల్ కోర్‌కు వర్తింపజేయవచ్చు. 3.6/6kV కంటే తక్కువ కాని రేటెడ్ వోల్టేజ్ ఉన్న XLPE-ఇన్సులేటెడ్ కేబుల్స్ మరియు 3.6/6kV కంటే తక్కువ కాని రేటెడ్ వోల్టేజ్ ఉన్న EPR సన్నని-ఇన్సులేటెడ్ కేబుల్స్ (లేదా 6/10kV కంటే తక్కువ కాని రేటెడ్ వోల్టేజ్ ఉన్న మందపాటి-ఇన్సులేటెడ్ కేబుల్స్) కోసం, లోపలి మరియు బయటి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ నిర్మాణాలు కూడా అవసరం.

(1) కండక్టర్ షీల్డింగ్ మరియు ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్

కండక్టర్ షీల్డింగ్ (లోపలి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్) అనేది లోహం కానిదిగా ఉండాలి, ఇందులో ఎక్స్‌ట్రూడెడ్ సెమీ-కండక్టివ్ మెటీరియల్ లేదా కండక్టర్ చుట్టూ చుట్టబడిన సెమీ-కండక్టివ్ టేప్ ఉంటుంది, తరువాత ఎక్స్‌ట్రూడెడ్ సెమీ-కండక్టివ్ పొర ఉంటుంది.

ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్ (బాహ్య సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్) అనేది ప్రతి ఇన్సులేట్ చేయబడిన కోర్ యొక్క బయటి ఉపరితలంపై నేరుగా ఎక్స్‌ట్రూడ్ చేయబడిన ఒక లోహేతర సెమీ-కండక్టివ్ పొర, దీనిని ఇన్సులేషన్‌కు గట్టిగా బంధించవచ్చు లేదా దాని నుండి పీల్ చేయవచ్చు. ఎక్స్‌ట్రూడ్ చేయబడిన లోపలి మరియు బయటి సెమీ-కండక్టివ్ పొరలను ఇన్సులేషన్‌కు గట్టిగా బంధించాలి, మృదువైన ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, స్పష్టమైన స్ట్రాండ్ మార్కులు లేవు మరియు పదునైన అంచులు, కణాలు, స్కార్చ్ మార్కులు లేదా గీతలు లేవు. వృద్ధాప్యానికి ముందు మరియు తరువాత రెసిస్టివిటీ కండక్టర్ షీల్డింగ్ లేయర్‌కు 1000 Ω·m మరియు ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్ లేయర్‌కు 500 Ω·m మించకూడదు.

లోపలి మరియు బయటి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ పదార్థాలను సంబంధిత ఇన్సులేషన్ పదార్థాలను (క్రాస్-లింక్డ్ పాలిథిలిన్, ఇథిలీన్-ప్రొపైలిన్ రబ్బరు మొదలైనవి) కార్బన్ బ్లాక్, యాంటీఆక్సిడెంట్లు, ఇథిలీన్-వినైల్ అసిటేట్ కోపాలిమర్ మరియు ఇతర సంకలితాలతో కలపడం ద్వారా తయారు చేస్తారు. కార్బన్ బ్లాక్ కణాలను పాలిమర్ లోపల ఏకరీతిలో చెదరగొట్టాలి, సముదాయం లేదా పేలవమైన వ్యాప్తి లేకుండా.

వోల్టేజ్ స్థాయితో లోపలి మరియు బయటి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ పొరల మందం పెరుగుతుంది. ఇన్సులేషన్ పొరపై విద్యుత్ క్షేత్ర బలం లోపల ఎక్కువగా మరియు బయట తక్కువగా ఉన్నందున, సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ పొరల మందం కూడా బయటి కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. గతంలో, పేలవమైన సాగ్ నియంత్రణ లేదా అతిగా గట్టి రాగి టేపుల వల్ల కలిగే పంక్చర్ల కారణంగా గీతలు పడకుండా ఉండటానికి బయటి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ లోపలి కంటే కొంచెం మందంగా ఉండేది. ఇప్పుడు, ఆన్‌లైన్ ఆటోమేటిక్ సాగ్ పర్యవేక్షణ మరియు ఎనియల్డ్ సాఫ్ట్ కాపర్ టేపులతో, లోపలి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ పొరను బయటి పొరకు కొద్దిగా మందంగా లేదా సమానంగా చేయాలి. 6–10–35 kV కేబుల్స్ కోసం, లోపలి పొర మందం సాధారణంగా 0.5–0.6–0.8 మిమీ ఉంటుంది.

(2) లోహ కవచం

0.6/1kV కంటే ఎక్కువ రేటెడ్ వోల్టేజ్ ఉన్న కేబుల్స్ లోహ కవచ పొరను కలిగి ఉండాలి. ప్రతి ఇన్సులేటెడ్ కోర్ లేదా కేబుల్ కోర్‌కు లోహ కవచ పొరను వర్తింపజేయాలి. లోహ కవచంలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ లోహ టేపులు, లోహ జడలు, లోహ వైర్ల కేంద్రీకృత పొరలు లేదా లోహ వైర్లు మరియు లోహ టేపుల కలయిక ఉండాలి.

యూరప్ మరియు ఇతర అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో, అధిక షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌లతో రెసిస్టెన్స్-గ్రౌండెడ్ డబుల్-సర్క్యూట్ సిస్టమ్‌లను ఉపయోగించడం వల్ల, కాపర్ వైర్ షీల్డింగ్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కొంతమంది తయారీదారులు కేబుల్ వ్యాసాన్ని తగ్గించడానికి సెపరేషన్ షీత్ లేదా ఔటర్ షీత్‌లో రాగి వైర్‌లను పొందుపరుస్తారు. చైనాలో, రెసిస్టెన్స్-గ్రౌండెడ్ డబుల్-సర్క్యూట్ సిస్టమ్‌లను ఉపయోగించే కొన్ని కీలక ప్రాజెక్టులు మినహా, చాలా వ్యవస్థలు ఆర్క్-సప్రెషన్ కాయిల్-గ్రౌండెడ్ సింగిల్-సర్క్యూట్ పవర్ సప్లైలను ఉపయోగిస్తాయి, ఇవి షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను కనిష్టంగా పరిమితం చేస్తాయి, కాబట్టి కాపర్ టేప్ షీల్డింగ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. కేబుల్ ఫ్యాక్టరీలు ఉపయోగించే ముందు నిర్దిష్ట పొడుగు మరియు తన్యత బలాన్ని (చాలా గట్టిగా ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్ పొరను గీస్తుంది, చాలా మృదువుగా ముడతలు పడుతుంది) సాధించడానికి చీలిక మరియు ఎనియలింగ్ ద్వారా కొనుగోలు చేసిన హార్డ్ కాపర్ టేపులను ప్రాసెస్ చేస్తాయి. మృదువైన రాగి టేపులు కేబుల్స్ కోసం GB/T11091-2005 కాపర్ టేప్‌కు అనుగుణంగా ఉండాలి.

రాగి టేప్ షీల్డింగ్‌లో అతివ్యాప్తి చెందిన మృదువైన రాగి టేప్ యొక్క ఒక పొర లేదా ఖాళీలతో హెలిక్‌గా చుట్టబడిన మృదువైన రాగి టేప్ యొక్క రెండు పొరలు ఉండాలి. రాగి టేప్ యొక్క సగటు అతివ్యాప్తి రేటు దాని వెడల్పులో 15% (నామమాత్రపు విలువ) ఉండాలి మరియు కనీస అతివ్యాప్తి రేటు 5% కంటే తక్కువ ఉండకూడదు. రాగి టేప్ యొక్క నామమాత్రపు మందం సింగిల్-కోర్ కేబుల్‌లకు కనీసం 0.12 మిమీ మరియు మల్టీ-కోర్ కేబుల్‌లకు కనీసం 0.10 మిమీ ఉండాలి. రాగి టేప్ యొక్క కనీస మందం నామమాత్రపు విలువలో 90% కంటే తక్కువ ఉండకూడదు. ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్ యొక్క బయటి వ్యాసం (≤25 మిమీ లేదా >25 మిమీ) ఆధారంగా, రాగి టేప్ వెడల్పు సాధారణంగా 30–35 మిమీ ఉంటుంది.

రాగి తీగ కవచం హెలిక్‌గా చుట్టబడిన మృదువైన రాగి తీగలతో తయారు చేయబడింది, రాగి తీగలు లేదా రాగి టేపుల కౌంటర్-హెలికల్ చుట్టడంతో భద్రపరచబడుతుంది. దీని నిరోధకత GB/T3956-2008 కేబుల్స్ కండక్టర్ల అవసరాలను తీర్చాలి మరియు దాని నామమాత్రపు క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతాన్ని ఫాల్ట్ కరెంట్ సామర్థ్యం ప్రకారం నిర్ణయించాలి. రాగి తీగ కవచాన్ని మూడు-కోర్ కేబుల్స్ లోపలి తొడుగుపై లేదా నేరుగా ఇన్సులేషన్, బయటి సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ పొర లేదా సింగిల్-కోర్ కేబుల్స్ యొక్క తగిన లోపలి తొడుగుపై వర్తించవచ్చు. ప్రక్కనే ఉన్న రాగి తీగల మధ్య సగటు అంతరం 4 మిమీ మించకూడదు. సగటు అంతరం G సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది:

ఎక్కడ:
D – రాగి తీగ కవచం కింద కేబుల్ కోర్ యొక్క వ్యాసం, mm లో;
d – రాగి తీగ వ్యాసం, mm లో;
n - రాగి తీగల సంఖ్య.

2. షీల్డింగ్ పొరల పాత్ర మరియు వోల్టేజ్ స్థాయిలతో వాటి సంబంధం

(1) అంతర్గత మరియు బాహ్య సెమీ-కండక్టివ్ షీల్డింగ్ పాత్ర
కేబుల్ కండక్టర్లు సాధారణంగా బహుళ స్ట్రాండెడ్ వైర్ల నుండి కుదించబడతాయి. ఇన్సులేషన్ ఎక్స్‌ట్రూషన్ సమయంలో, కండక్టర్ ఉపరితలం మరియు ఇన్సులేషన్ పొర మధ్య ఖాళీలు, బర్ర్లు మరియు ఇతర ఉపరితల అసమానతలు ఉండవచ్చు, దీనివల్ల విద్యుత్ క్షేత్ర సాంద్రత ఏర్పడుతుంది, ఇది స్థానిక గాలి అంతరం ఉత్సర్గ మరియు ట్రీయింగ్ ఉత్సర్గకు దారితీస్తుంది మరియు విద్యుద్వాహక పనితీరును తగ్గిస్తుంది. కండక్టర్ ఉపరితలంపై సెమీ-కండక్టివ్ పదార్థం (కండక్టర్ షీల్డింగ్) పొరను వెలికితీయడం ద్వారా, ఇది ఇన్సులేషన్‌తో గట్టి సంబంధాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. సెమీ-కండక్టివ్ పొర మరియు కండక్టర్ ఒకే పొటెన్షియల్‌లో ఉన్నందున, వాటి మధ్య ఖాళీలు ఉన్నప్పటికీ, విద్యుత్ క్షేత్ర చర్య ఉండదు, తద్వారా పాక్షిక ఉత్సర్గలను నివారిస్తుంది.

అదేవిధంగా, బయటి ఇన్సులేషన్ ఉపరితలం మరియు మెటాలిక్ షీల్డ్ (లేదా మెటాలిక్ షీల్డింగ్) మధ్య ఖాళీలు ఉంటాయి మరియు వోల్టేజ్ స్థాయి ఎక్కువగా ఉంటే, గాలి అంతరం ఉత్సర్గ సంభవించే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. బయటి ఇన్సులేషన్ ఉపరితలంపై సెమీ-కండక్టివ్ పొర (ఇన్సులేషన్ షీల్డింగ్)ను వెలికితీయడం ద్వారా, మెటాలిక్ షీల్డ్‌తో బాహ్య సమతాస్థితి ఉపరితలం ఏర్పడుతుంది, అంతరాలలో విద్యుత్ క్షేత్రాలను తొలగిస్తుంది మరియు పాక్షిక ఉత్సర్గలను నివారిస్తుంది.

(2) లోహ కవచం పాత్ర

మెటాలిక్ షీల్డింగ్ యొక్క విధులు: సాధారణ పరిస్థితులలో కెపాసిటివ్ కరెంట్‌ను మోయడం, లోపాల సమయంలో షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌కు మార్గంగా పనిచేయడం; ఇన్సులేషన్ లోపల విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని పరిమితం చేయడం (బాహ్య విద్యుదయస్కాంత జోక్యాన్ని తగ్గించడం) మరియు ఏకరీతి రేడియల్ విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని నిర్ధారించడం; అసమతుల్య విద్యుత్తును మోసుకెళ్లడానికి మూడు-దశల నాలుగు-వైర్ వ్యవస్థలలో తటస్థ రేఖగా పనిచేయడం; మరియు రేడియల్ నీటిని నిరోధించే రక్షణను అందించడం.