金屬屏蔽層是中壓（3.6/6kV∽26/35kV））交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜中不行短少的結構,GB/T12706.2—2008和GB/T12706.3—2008第7部分規(guī)則一切電纜的絕緣線芯上應有金屬屏蔽，能夠在單根絕緣線芯上也能夠在幾根絕緣線芯上包覆金屬屏蔽?？茖W規(guī)劃金屬屏蔽的結構、精確核算屏蔽層所接受的短路電流并合理擬定屏蔽層加工工藝,對保證交聯(lián)電纜的質量甚至整個運轉體系的安全具有至關重要的效果。

1 .金屬屏蔽的辦法和效果

中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜金屬屏蔽的辦法主要由銅帶搭蓋繞包屏蔽和疏繞銅絲屏蔽兩種辦法。

依據(jù)GB/T12706-2008 額外電壓6kV到35kV電纜的標準規(guī)則，銅帶屏蔽辦法中的銅帶均勻搭蓋率不小于銅帶寬度的15%（標稱值），最小值不小于5%。請關注南方珠江電線電纜單芯電纜的銅帶厚度≥0.12mm,多芯電纜的均勻厚度≥0.10mm,銅帶最小厚度不小于標稱值的90%。銅絲屏蔽由疏繞的軟銅線組成，其外表應由反向繞包的銅絲或銅帶扎緊，相鄰銅絲的均勻空隙應不大于4mm。

電纜結構上的屏蔽是一種改進電場散布的辦法，金屬屏蔽的效果主要有以下幾個方面:

1、 電纜正常通電時金屬屏蔽層經(jīng)過電容電流，短路毛病時經(jīng)過短路電流。

2、 將電纜通電時引起的電磁場屏蔽在絕緣線芯內(nèi)，以削減對外界發(fā)生的電磁攪擾，金屬屏蔽層也起到約束外界電磁場對內(nèi)部發(fā)生的影響。

3、 電站維護體系要求外金屬屏蔽具有較好的防雷特性。

4、 均化電場，防止軸向放電。因為半導電層具有必定的電阻，當金屬屏蔽層接地不良時，在電纜軸向因為電位散布不均勻而形成電纜沿面放電。

2. 金屬屏蔽截面積的核算

   為了保證體系發(fā)生短路時不燒壞金屬屏蔽層，有必要依據(jù)體系規(guī)劃詳細合理核算出短路容量，依據(jù)短路容量核算出金屬屏蔽層的截面巨細。金屬屏蔽層的截面積太小的話，當短路電流經(jīng)過期就會發(fā)生過熱或燒斷，并損壞絕緣，所以在實踐使用中依據(jù)單相對地短路容量，挑選適宜截面積的金屬屏蔽。

① 對敷設在土壤中的電纜16mm2截面是答應的。

② 對敷設在土壤中的單芯電纜16mm2截面是答應的。

2.1銅帶屏蔽的截面積的核算

銅帶屏蔽的結構規(guī)則的較為詳細，如銅帶的厚度、堆疊率等詳細工藝參數(shù)。銅帶的截面的寬度一般為30mm,或許35mm，我公司選用的是銅帶寬度為35mm。截面核算辦法依據(jù)有關文獻有兩種：

（1）第1種依照IEC60949:

S=N·W·δ

式中：S--銅帶截面mm2

 N--銅帶層數(shù)

 W--銅帶寬度mm

 δ--銅帶厚度 mm

單芯電纜的銅帶截面為:1*35*0.12=4.2mm2,

三芯電纜的銅帶截面為：3*35*0.10=10.5mm2

用此種辦法核算銅帶的屏蔽截面與搭蓋率無關，與絕緣外徑無關，與銅帶寬度有關，與實踐狀況不契合。

（2）第2種依照環(huán)形截面核算:

S=π·(D+ N·δ)·N·δ/(1-K)

式中：S—銅帶截面 mm2 

D—屏蔽前外徑 mm

N—銅帶層數(shù)

δ—銅帶厚度 mm

K—堆疊率

用此種核算辦法能夠知道，銅帶的屏蔽截面與搭蓋率有關，與絕緣外徑有關，與銅帶寬度無關，與實踐狀況較為契合?？紤]到銅帶外表的氧化導致觸摸不良，銅帶之間的焊接接頭號要素，以上核算值乘以一個安全系數(shù)來核算接受的短路電流較為穩(wěn)當。

2.2銅絲疏繞屏蔽的截面積核算

GB/T12706.3—2020 第10.2.3條款規(guī)則, 26/35kV 500 mm2 及以上電纜,其金屬屏蔽須選用疏繞銅絲+反向銅帶或銅絲結構;別的,若用戶對電纜接地毛病電流有特殊要求時,亦選用該結構。

銅絲截面積的核算：S=n(πd2/4),n為疏繞銅絲根數(shù)，d為疏繞銅絲單絲直徑。

3 .屏蔽工藝

屏蔽工序在中壓電纜出產(chǎn)進程中相對比較簡單，可是一些細節(jié)性的東西不注意的話也會對電纜質量形成不行拯救的嚴峻后果。

3.1銅帶屏蔽工藝

屏蔽所用的銅帶有必要是韌煉充沛的軟銅帶,兩頭不答應有卷邊或裂口等缺點。銅帶太硬會割破外半導電層,太軟也簡單發(fā)皺。繞包時,繞包頭視點要調(diào)好，包帶張力操控恰當,防止張力過緊。因電纜通電時,絕緣會發(fā)熱而有所脹大,若銅帶繞的太緊話,有或許形成銅帶嵌入絕緣屏蔽,或繃斷銅帶。屏蔽機收線盤的兩邊使用軟質資料襯墊,不然,簡單形成兩邊銅帶在本道或下道工序軋傷,嚴峻時,決裂銅帶會刺入外屏蔽甚至絕緣,形成擊穿。銅帶接頭應選用點焊,不宜選用錫焊,更不能選用插接或膠帶粘結或其他的一些等不標準操作。

銅帶搭蓋繞包方法，在電纜運轉時金屬屏蔽層間因為其觸摸面發(fā)生氧化物，以及曲折冷熱變形后削減了觸摸壓力，會形成觸摸電阻成倍增加，影響短路電流的容量和短路電流的導通。觸摸不良再加上熱脹冷縮曲折變形，將會直接損害外半導電層。銅帶金屬屏蔽應與半導電層嚴密觸摸，使之杰出接地，但因為過熱脹大會導致銅帶弓形脹大變形以及半導電層損害，一切的這些狀況形成的不良接地均會使電纜局放功能下降。

假如銅帶屏蔽層開裂或銅帶接頭處焊接不良導致開裂，則有或許從銅帶屏蔽層非接地端流向接地端的充電電流會在銅帶屏蔽層開裂處強行經(jīng)過外半導電層流過，該處外半導電層發(fā)熱，溫度上升。此刻溫度會很高，使銅帶屏蔽層開裂處的外半導電層急劇老化。假如上述狀況繼續(xù)繼續(xù)發(fā)展，外半導電層的電阻進一步增大，在銅帶屏蔽層開裂處，銅帶屏蔽層非接地端與接地端之間發(fā)生的電位差的效果下，發(fā)生的放電現(xiàn)象進一步加快電纜從絕緣體表層開端老化。因而，在銅帶屏蔽層開裂后，其開裂處電纜絕緣會在較短時間內(nèi)發(fā)生老化，直至絕緣損壞。由此可見銅帶屏蔽工藝在中壓電纜出產(chǎn)進程中也是適當重要的。

3.2銅絲屏蔽工藝

若選用疏繞銅絲屏蔽結構,假如銅絲直接環(huán)繞在外屏外表會很簡單勒進去,嚴峻時損害到絕緣,導致電纜擊穿，所以有必要在擠出半導電外屏蔽層后繞包1～2層半導電尼龍帶。

選用疏繞銅絲屏蔽結構不會有銅帶搭蓋間的氧化層，曲折變形小，熱脹大變形也少，觸摸電阻不至于成倍增加，一切的這些狀況都有利于改進運轉電纜的電功能、機械功能和熱功能。據(jù)有關文獻介紹，國外大都選用銅絲屏蔽結構方法。

4 .短路電流

依據(jù)IEC 60949,屏蔽層短路電流的核算公式為:

I2*t =ε2 *K2*S2*ln[ (θf +β)/(θi +β)]ε—非絕熱要素的核算,關于疏繞銅絲屏蔽結構可拜見IEC 60949第5.1和5.3 條，銅帶屏蔽可拜見IEC60949第6.1和6.2條；

K—與載流體有關的常數(shù)；

s-屏蔽截面S核算取得；

β-溫度系數(shù)的倒數(shù)-20,關于銅取234.5,℃；也可從IEC60949表1中查得；

θi--屏蔽層短路開始溫度θi 與電纜的類型、電壓等級、標準、結構、敷設辦法和敷設環(huán)境等均有關,一般取90℃，其間單芯電纜的散熱條件要優(yōu)于三芯電纜,取值范圍在60～80 ℃,當然不同的文獻有不同的說法，詳細怎樣取值仍是值得去研討的。

θf--關于交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,一般狀況下取250℃；

5 .結束語

綜上所述,了解金屬屏蔽層的效果對出產(chǎn)中壓電纜進程操控有著很重要的指導意義。完善的屏蔽制作工藝以及屏蔽截面的合理規(guī)劃和核算是保證交聯(lián)電纜金屬屏蔽質量重要的手法。