آشنایی با شیلد کابل: انواع، عملکردها و اهمیت

کابل شیلددار از دو کلمه شیلد تشکیل شده است، همانطور که از نامش پیداست، کابل انتقال با مقاومت تداخل الکترومغناطیسی خارجی است که توسط لایه شیلد تشکیل شده است. اصطلاح "شیلدینگ" در ساختار کابل نیز اقدامی برای بهبود توزیع میدان‌های الکتریکی است. هادی کابل از چندین رشته سیم تشکیل شده است که به راحتی می‌توان بین آن و لایه عایق شکاف هوا ایجاد کرد و سطح هادی صاف نیست که باعث تمرکز میدان الکتریکی می‌شود.

۱. لایه محافظ کابل
(1). یک لایه محافظ از ماده نیمه رسانا را روی سطح هادی اضافه کنید که با هادی محافظ هم پتانسیل باشد و با لایه عایق در تماس خوبی باشد تا از تخلیه جزئی بین هادی و لایه عایق جلوگیری شود. این لایه محافظ به عنوان لایه محافظ داخلی نیز شناخته می شود. همچنین ممکن است در تماس بین سطح عایق و غلاف شکاف وجود داشته باشد و هنگامی که کابل خم می شود، سطح عایق کابل روغنی به راحتی ترک می خورد که از عواملی هستند که باعث تخلیه جزئی می شوند.
(2). یک لایه محافظ از ماده نیمه رسانا را روی سطح لایه عایق اضافه کنید، که تماس خوبی با لایه عایق محافظ و پتانسیل برابر با غلاف فلزی داشته باشد، تا از تخلیه جزئی بین لایه عایق و غلاف جلوگیری شود.

به منظور هدایت یکنواخت هسته و عایق‌بندی میدان الکتریکی، کابل‌های برق ولتاژ متوسط ​​و بالا با ولتاژ ۶ کیلوولت و بالاتر عموماً دارای یک لایه محافظ هادی و یک لایه محافظ عایق هستند و برخی از کابل‌های ولتاژ پایین لایه محافظ ندارند. دو نوع لایه محافظ وجود دارد: محافظ نیمه رسانا و محافظ فلزی.

۲. کابل محافظ
لایه محافظ این کابل عمدتاً به صورت شبکه‌ای از سیم‌های فلزی یا یک فیلم فلزی بافته شده است و روش‌های مختلفی برای محافظ تکی و محافظ چندگانه وجود دارد. محافظ تکی به یک شبکه محافظ یا فیلم محافظ تکی اشاره دارد که می‌تواند یک یا چند سیم را بپیچد. حالت محافظ چند لایه، مجموعه‌ای از شبکه‌های محافظ است و فیلم محافظ در یک کابل قرار دارد. برخی از آنها برای جداسازی تداخل الکترومغناطیسی بین سیم‌ها استفاده می‌شوند و برخی دیگر محافظ دو لایه هستند که برای تقویت اثر محافظ استفاده می‌شوند. مکانیسم محافظ، اتصال زمین لایه محافظ برای جداسازی ولتاژ تداخل القایی سیم خارجی است.

(1) محافظ نیمه رسانا
لایه محافظ نیمه رسانا معمولاً روی سطح خارجی هسته سیم رسانا و سطح خارجی لایه عایق قرار می‌گیرد که به ترتیب لایه محافظ نیمه رسانای داخلی و لایه محافظ نیمه رسانای خارجی نامیده می‌شوند. لایه محافظ نیمه رسانا از یک ماده نیمه رسانا با مقاومت ویژه بسیار کم و ضخامت نازک تشکیل شده است. لایه محافظ نیمه رسانای داخلی به گونه‌ای طراحی شده است که میدان الکتریکی را روی سطح خارجی هسته رسانا یکنواخت کند و از تخلیه جزئی رسانا و عایق به دلیل سطح ناهموار رسانا و شکاف هوایی ناشی از هسته رشته‌ای جلوگیری کند. لایه محافظ نیمه رسانای خارجی در تماس خوبی با سطح خارجی لایه عایق است و با غلاف فلزی هم پتانسیل است تا از تخلیه جزئی با غلاف فلزی به دلیل عیوبی مانند ترک روی سطح عایق کابل جلوگیری شود.

(2) محافظ فلزی
برای کابل‌های برق ولتاژ متوسط ​​و پایین بدون روکش فلزی، علاوه بر یک لایه محافظ نیمه رسانا، باید یک لایه محافظ فلزی نیز اضافه شود. لایه محافظ فلزی معمولاً توسط ... پیچیده می‌شود.نوار مسییا سیم مسی که عمدتاً نقش محافظ میدان الکتریکی را ایفا می‌کند.

از آنجا که جریان عبوری از کابل برق نسبتاً زیاد است، میدان مغناطیسی در اطراف جریان ایجاد می‌شود تا بر سایر اجزا تأثیر نگذارد، بنابراین لایه محافظ می‌تواند این میدان الکترومغناطیسی را در کابل محافظت کند. علاوه بر این، لایه محافظ کابل می‌تواند نقش خاصی در محافظت از اتصال به زمین ایفا کند. اگر هسته کابل آسیب ببیند، جریان نشتی می‌تواند در امتداد جریان آرام محافظ، مانند شبکه اتصال به زمین، جریان یابد تا نقشی در محافظت ایمنی ایفا کند. می‌توان دید که نقش لایه محافظ کابل هنوز بسیار زیاد است.