La ŝirmado uzata en dratoj kaj kabloj havas du tute malsamajn konceptojn: elektromagneta ŝirmado kaj elektra kampa ŝirmado. Elektromagneta ŝirmado estas destinita por malhelpi kablojn elsendajn altfrekvencajn signalojn (kiel RF-kabloj kaj elektronikaj kabloj) kaŭzi eksteran interferon aŭ por bloki eksterajn elektromagnetajn ondojn de interfero kun kabloj, kiuj elsendas malfortajn kurentojn (kiel signalaj aŭ mezuraj kabloj), kaj ankaŭ por redukti interparolon inter dratoj. Elektra kampa ŝirmado estas destinita por balanci la fortan elektran kampon sur la konduktila surfaco aŭ la izola surfaco de mez- kaj alt-tensiaj elektraj kabloj.
1. Strukturo kaj Postuloj de Elektrokampaj Ŝirmadtavoloj
La ŝirmado de elektraj kabloj inkluzivas konduktilan ŝirmadon, izolan ŝirmadon kaj metalan ŝirmadon. Laŭ koncernaj normoj, kabloj kun nominala tensio pli granda ol 0.6/1kV devus havi metalan ŝirman tavolon, kiu povas esti aplikita al ĉiu izolita kerno aŭ al la plurkerna fadena kablokerno. Por XLPE-izolitaj kabloj kun nominala tensio ne malpli ol 3.6/6kV kaj EPR-maldike izolitaj kabloj kun nominala tensio ne malpli ol 3.6/6kV (aŭ dike izolitaj kabloj kun nominala tensio ne malpli ol 6/10kV), internaj kaj eksteraj duonkonduktaj ŝirmaj strukturoj ankaŭ estas necesaj.
(1) Ŝirmado de konduktiloj kaj ŝirmado de izolado
Konduktila ŝirmado (interna duonkondukta ŝirmado) devus esti nemetala, konsistanta el elstarita duonkondukta materialo aŭ duonkondukta bendo envolvita ĉirkaŭ la konduktilo sekvata de elstarita duonkondukta tavolo.
Izola ŝirmado (ekstera duonkondukta ŝirmado) estas nemetala duonkondukta tavolo elstarigita rekte sur la eksteran surfacon de ĉiu izolita kerno, kiu povas esti aŭ forte ligita al aŭ senŝeligebla de la izolaĵo. La elstarigitaj internaj kaj eksteraj duonkonduktaj tavoloj devas esti forte ligitaj al la izolaĵo, kun glataj interfacoj, sen evidentaj fadenmarkoj, kaj sen akraj randoj, partikloj, brulmarkoj aŭ gratvundoj. La rezisteco antaŭ kaj post maljuniĝo ne devas superi 1000 Ω·m por la konduktila ŝirma tavolo kaj 500 Ω·m por la izola ŝirma tavolo.
La internaj kaj eksteraj duonkonduktaj ŝirmaj materialoj estas faritaj per miksado de la respondaj izolaj materialoj (kiel ekzemple krucligita polietileno, etileno-propilena kaŭĉuko, ktp.) kun karbonnigro, antioksidantoj, etileno-vinila acetata kopolimero kaj aliaj aldonaĵoj. La karbonnigraj partikloj devas esti unuforme disigitaj ene de la polimero, sen aglomerado aŭ malbona disperso.
La dikeco de la internaj kaj eksteraj duonkonduktaj ŝirmtavoloj pliiĝas kun la tensionivelo. Ĉar la elektra kampa forto sur la izola tavolo estas pli alta interne kaj pli malalta ekstere, la dikeco de la duonkonduktaj ŝirmtavoloj ankaŭ devus esti pli granda interne ol ekstere. Antaŭe, la ekstera duonkondukta ŝirmado estis farita iomete pli dika ol la interna por eviti gratvundojn pro malbona sinkkontrolo aŭ trapikiĝojn kaŭzitajn de tro malmolaj kupraj bendoj. Nun, kun reta aŭtomata sinkmonitorado kaj kalcinigitaj molaj kupraj bendoj, la interna duonkondukta ŝirmtavolo devus esti farita iomete pli dika aŭ egala al la ekstera tavolo. Por kabloj de 6–10–35 kV, la dikeco de la interna tavol estas ĝenerale 0,5–0,6–0,8 mm.
(2) Metala Ŝirmado
Kabloj kun nominala tensio pli granda ol 0.6/1kV devus havi metalan ŝirman tavolon. La metala ŝirma tavolo devus esti aplikita al ĉiu izolita kerno aŭ kablokerno. Metala ŝirmado devus konsisti el unu aŭ pluraj metalaj bendoj, metalaj plektaĵoj, samcentraj tavoloj de metalaj dratoj, aŭ kombinaĵo de metalaj dratoj kaj metalaj bendoj.
En Eŭropo kaj aliaj evoluintaj landoj, pro la uzo de rezistanc-terigitaj duoble-cirkvitaj sistemoj kun pli altaj kurtcirkvitaj kurentoj, kupra drata ŝirmado estas ofte uzata. Kelkaj fabrikantoj enmetas kuprajn dratojn en la apartigan ingon aŭ eksteran ingon por redukti la diametron de la kablo. En Ĉinio, krom kelkaj ŝlosilaj projektoj, kiuj uzas rezistanc-terigitajn duoble-cirkvitajn sistemojn, la plej multaj sistemoj uzas ark-subpremajn boben-terigitajn unu-cirkvitajn elektrofontojn, kiuj limigas kurtcirkvitan kurenton al minimumo, do kupra benda ŝirmado povas esti uzata. Kablofabrikoj prilaboras aĉetitajn malmolajn kuprajn bendojn per tratranĉado kaj kalcinado por atingi certan plilongigon kaj streĉreziston (tro malmola gratos la izolan ŝirmadan tavolon, tro mola sulkiĝos) antaŭ uzo. Molaj kupraj bendoj devas konformiĝi al GB/T11091-2005 Kupra Bendo por Kabloj.
Kupra benda ŝirmado konsistu el unu tavolo de interkovrita mola kupra bendo aŭ du tavoloj de helikforme volvita mola kupra bendo kun interspacoj. La averaĝa interkovro-ofteco de la kupra bendo estu 15% de ĝia larĝo (nominala valoro), kaj la minimuma interkovro-ofteco ne estu malpli ol 5%. La nominala dikeco de la kupra bendo estu almenaŭ 0.12 mm por unu-kernaj kabloj kaj almenaŭ 0.10 mm por plur-kernaj kabloj. La minimuma dikeco de la kupra bendo ne estu malpli ol 90% de la nominala valoro. Depende de la ekstera diametro de la izolada ŝirmado (≤25 mm aŭ >25 mm), la larĝo de la kupra bendo estas kutime 30–35 mm.
Kupra drata ŝirmado estas farita el helikforme volvitaj molaj kupraj dratoj, fiksitaj per kontraŭhelikforma volvaĵo de kupraj dratoj aŭ kupraj bendoj. Ĝia rezistanco devas plenumi la postulojn de GB/T3956-2008 Konduktiloj de Kabloj, kaj ĝia nominala sekca areo devas esti determinita laŭ la kapacito de difekta kurento. Kupra drata ŝirmado povas esti aplikita super la interna ingo de tri-kernaj kabloj aŭ rekte super la izolado, ekstera duonkondukta ŝirma tavolo, aŭ taŭga interna ingo de unu-kernaj kabloj. La averaĝa interspaco inter apudaj kupraj dratoj ne devas superi 4 mm. La averaĝa interspaco G estas kalkulata per la formulo:
kie:
D – diametro de la kablokerno sub la kupra drata ŝirmado, en mm;
d – diametro de kupra drato, en mm;
n – nombro de kupraj dratoj.
2. La rolo de ŝirmaj tavoloj kaj ilia rilato al tensioniveloj
(1) Rolo de Interna kaj Ekstera Duonkonduktiva Ŝirmado
Kablaj konduktiloj estas ĝenerale kompaktigitaj el pluraj fadenaj dratoj. Dum eltrudado de izolaĵo, povas ekzisti breĉoj, lapoj kaj aliaj surfacaj neregulaĵoj inter la konduktila surfaco kaj la izolaĵa tavolo, kaŭzante koncentriĝon de elektra kampo, kondukante al loka aerinterspaco kaj arboforma elŝuto, kaj reduktante la dielektrikan rendimenton. Per eltrudado de tavolo de duonkondukta materialo (konduktila ŝirmado) super la konduktila surfaco, ĝi certigas firman kontakton kun la izolaĵo. Ĉar la duonkondukta tavolo kaj la konduktilo estas je la sama potencialo, eĉ se estas breĉoj inter ili, ne estos elektra kampa ago, tiel malhelpante partajn malŝarĝojn.
Simile, ekzistas interspacoj inter la ekstera izola surfaco kaj la metala ingo (aŭ metala ŝirmado), kaj ju pli alta la tensionivelo, des pli verŝajne okazos aera interspaco-malŝarĝo. Per eltrudado de duonkondukta tavolo (izola ŝirmado) sur la eksteran izolan surfacon, ekstera ekvipotenciala surfaco formiĝas kun la metala ingo, eliminante elektrajn kampojn en la interspacoj kaj malhelpante partajn malŝarĝojn.
(2) Rolo de Metala Ŝirmado
La funkcioj de metala ŝirmado inkluzivas: porti kapacitan kurenton sub normalaj kondiĉoj, servi kiel vojo por kurta cirkvito dum difektoj; limigi la elektran kampon ene de la izolado (reduktante eksteran elektromagnetan interferon) kaj certigi unuforman radialan elektran kampon; agi kiel la neŭtrala linio en trifazaj kvar-drataj sistemoj por porti malbalancitan kurenton; kaj provizi radialan akvo-blokan protekton.
Afiŝtempo: 28-a de Julio, 2025