전선 및 케이블 제품에서 차폐 구조는 전자파 차폐와 전기장 차폐라는 두 가지 뚜렷한 개념으로 나뉩니다. 전자파 차폐는 주로 고주파 신호 케이블(예: RF 케이블 및 전자 케이블)이 외부 환경에 간섭을 일으키지 않도록 하거나, 외부 전자파가 약한 전류를 전송하는 케이블(예: 신호 및 측정 케이블)에 간섭하는 것을 차단하고, 케이블 간의 상호 간섭을 줄이는 데 사용됩니다. 반면, 전기장 차폐는 중전압 및 고전압 전력 케이블의 도체 표면 또는 절연 표면에 작용하는 강한 전기장의 균형을 맞추도록 설계되었습니다.
1. 전계 차폐층의 구조 및 요구 사항
전력 케이블의 차폐는 도체 차폐, 절연 차폐, 금속 차폐로 구분됩니다. 관련 표준에 따르면 정격 전압이 0.6/1 kV를 초과하는 케이블은 개별 절연 코어 또는 전체 케이블 코어에 적용할 수 있는 금속 차폐층을 설치해야 합니다. XLPE(가교 폴리에틸렌) 절연을 사용하여 정격 전압이 3.6/6 kV 이상인 케이블이나 얇은 EPR(에틸렌 프로필렌 고무) 절연(또는 정격 전압이 6/10 kV 이상인 두꺼운 절연)을 사용하여 정격 전압이 3.6/6 kV 이상인 케이블의 경우, 내부 및 외부 반도체 차폐 구조도 필요합니다.
(1) 도체 차폐 및 절연 차폐
도체 차폐(내부 반도체 차폐): 이는 비금속이어야 하며, 압출 반도체 재료 또는 도체 주위에 감은 반도체 테이프와 그 위에 압출 반도체 재료를 결합한 형태여야 합니다.
절연 차폐(외부 반도체 차폐): 이것은 각 절연 코어의 외부 표면에 직접 압출되어 절연 층에 단단히 결합되거나 벗겨질 수 있습니다.
압출된 내부 및 외부 반도체층은 절연체에 단단히 접합되어야 하며, 눈에 띄는 도체 연선 흔적, 날카로운 모서리, 이물질, 그을음 또는 긁힘이 없는 매끄러운 계면을 가져야 합니다. 노화 전후의 저항률은 도체 차폐층의 경우 1000Ω·m 이하, 절연 차폐층의 경우 500Ω·m 이하이어야 합니다.
내부 및 외부 반도체 차폐재는 해당 절연 재료(예: 가교 폴리에틸렌(XLPE) 및 에틸렌 프로필렌 고무(EPR))에 카본 블랙, 노화 방지제, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 첨가제를 혼합하여 제조됩니다. 카본 블랙 입자는 폴리머 내에 균일하게 분포되어야 하며, 응집이나 분산 불량이 없어야 합니다.
내부 및 외부 반도체 차폐층의 두께는 정격 전압에 따라 증가합니다. 절연층의 전계 강도는 내부가 더 높고 외부가 더 낮으므로, 반도체 차폐층의 두께도 내부는 더 두껍고 외부는 더 얇아야 합니다. 정격 전압이 6~10~35 kV인 케이블의 경우, 내부층 두께는 일반적으로 0.5~0.6~0.8 mm입니다.
(2) 금속 차폐
정격 전압이 0.6/1kV를 초과하는 케이블에는 금속 차폐층이 있어야 합니다. 금속 차폐층은 각 절연 코어 또는 케이블 코어의 외부를 덮어야 합니다. 금속 차폐는 하나 이상의 금속 테이프, 금속 편조, 금속 와이어의 동심원 층, 또는 금속 와이어와 테이프의 조합으로 구성될 수 있습니다.
저항 접지 이중 회로 시스템을 사용하고 단락 전류가 높은 유럽과 선진국에서는 구리선 차폐가 흔히 사용됩니다. 중국에서는 아크 억제 코일 접지 단일 회로 전원 공급 시스템이 더 일반적이므로 구리 테이프 차폐가 일반적으로 사용됩니다. 케이블 제조업체는 구매한 경질 구리 테이프를 슬릿팅 및 어닐링 처리하여 연화시킨 후 사용합니다. 연질 구리 테이프는 GB/T11091-2005 "케이블용 구리 테이프" 표준을 준수해야 합니다.
구리 테이프 차폐는 연성 구리 테이프 한 겹을 겹쳐서 사용하거나, 두 겹을 틈이 있는 연성 구리 테이프로 감아야 합니다. 평균 중첩률은 테이프 폭의 15%여야 하며, 최소 중첩률은 5% 이상이어야 합니다. 구리 테이프의 공칭 두께는 단심 케이블의 경우 0.12mm 이상, 다심 케이블의 경우 0.10mm 이상이어야 합니다. 최소 두께는 공칭 두께의 90% 이상이어야 합니다.
구리선 차폐는 느슨하게 감은 연성 구리선으로 구성되며, 표면은 역감긴 구리선이나 테이프로 고정됩니다. 저항은 GB/T3956-2008 "케이블 도체" 표준을 준수해야 하며, 공칭 단면적은 고장 전류 용량을 기준으로 결정해야 합니다.
2. 차폐층의 기능과 전압 정격과의 관계
(1) 내부 및 외부 반도체 차폐의 기능
케이블 도체는 일반적으로 여러 가닥의 연선과 다공성 전선으로 구성됩니다. 절연 압출 과정에서 도체 표면과 절연층 사이의 국부적인 간극, 버(burr), 또는 표면 불규칙성은 전계 집중을 유발하여 부분 방전 및 트리 방전을 초래하고, 이는 전기적 성능을 저하시킵니다. 도체 표면과 절연층 사이에 반도체 물질층(도체 차폐층)을 압출하면 절연체와 단단히 접합할 수 있습니다. 반도체층은 도체와 동일한 전위를 가지므로, 두 층 사이의 간극은 전계 효과를 받지 않아 부분 방전을 방지합니다.
마찬가지로, 외부 절연 표면과 금속 피복(또는 금속 차폐) 사이의 틈도 부분 방전을 유발할 수 있으며, 특히 고전압 정격에서 그렇습니다. 외부 절연 표면에 반도체 물질층(절연 차폐)을 압출함으로써 금속 피복과 등전위면을 형성하여 틈 내부의 전계 효과를 제거하고 부분 방전을 방지합니다.
(2) 금속차폐의 기능
금속 차폐의 기능은 다음과 같습니다. 정상 조건에서 용량성 전류를 전달하고, 단락(고장) 전류의 경로 역할을 하며, 절연체 내 전기장을 제한하여 외부 환경으로의 전자기 간섭을 줄이고, 균일한 전기장(방사형 전기장)을 확보합니다. 3상 4선식 시스템에서는 불평형 전류를 전달하는 중성선 역할도 하며, 방사형 방수 기능을 제공합니다.
3. OW 케이블 소개
전선 및 케이블 원자재의 선도적인 공급업체인 OW 케이블은 전력 케이블, 통신 케이블 및 특수 케이블 제조에 널리 사용되는 고품질 가교 폴리에틸렌(XLPE), 구리 테이프, 구리선 및 기타 차폐재를 제공합니다. 당사 제품은 국제 표준을 준수하며, 고객에게 신뢰할 수 있는 케이블 차폐 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
게시 시간: 2025년 3월 24일