Co to jest zasłonięty kabel?

Ekranowany kabel ma w nazwie słowo „ekranowany”. Jak sama nazwa wskazuje, jest to kabel o zdolności do przeciwdziałania zewnętrznym zakłóceniom elektromagnetycznym, powstającym przez dodanie warstwy ekranującej do kabla transmisyjnego. Tak zwane „ekranowanie” w konstrukcji kabla jest również środkiem poprawiającym rozkład pola elektrycznego. Przewód kablowy jest wykonany z wielu skręconych ze sobą drutów. Łatwo tworzy się między nim a warstwą izolacyjną szczelina powietrzna. Powierzchnia przewodu nie jest gładka, co powoduje koncentrację pola elektrycznego.

1. Warstwa ekranująca kabla

1). Na powierzchni przewodu dodaje się warstwę ekranującą z materiału półprzewodnikowego. Ma ona taki sam potencjał jak ekranowany przewód i dobrze przylega do warstwy izolacyjnej, zapobiegając w ten sposób lokalnym wyładowaniom między przewodem a warstwą izolacyjną. Ta warstwa ekranująca nazywana jest również wewnętrzną warstwą ekranującą. Mogą również występować szczeliny na styku powierzchni izolacji i płaszcza. Podczas zginania kabla powierzchnia izolacji kabla olejowo-papierowego jest podatna na pękanie. Są to czynniki powodujące lokalne wyładowania.

2). Na powierzchni warstwy izolacyjnej dodaje się warstwę ekranującą z materiału półprzewodnikowego. Dobrze przylega do ekranowanej warstwy izolacyjnej i ma taki sam potencjał jak metalowy płaszcz, zapobiegając w ten sposób lokalnym wyładowaniom między warstwą izolacyjną a płaszczem. Aby pole elektryczne rdzenia przewodzącego i izolacji było jednorodne, kable zasilające średniego i wysokiego napięcia od 6 kV wzwyż zazwyczaj posiadają warstwy ekranujące przewodu i izolacji, a niektóre kable niskiego napięcia nie mają warstw ekranujących. Istnieją dwa rodzaje warstw ekranujących: ekranowanie półprzewodnikowe i ekranowanie metalowe.

2. Kabel ekranowany Warstwa ekranująca tego typu kabla jest najczęściej wykonana z drutów metalowych splecionych w siatkę lub folii metalowej, a istnieje wiele różnych sposobów ekranowania pojedynczego i wielokrotnego. Ekranowanie pojedyncze odnosi się do pojedynczej siatki ekranującej lub folii ekranującej, która może owijać jeden lub więcej przewodów. Ekranowanie wielokrotne oznacza wiele siatek ekranujących i folii ekranujących w jednym kablu. Niektóre służą do izolowania zakłóceń elektromagnetycznych między przewodami, a niektóre są dwuwarstwowe, aby wzmocnić efekt ekranowania. Mechanizm ekranowania polega na uziemieniu warstwy ekranującej w celu izolacji indukowanego napięcia zakłócającego podłączonego zewnętrznie do przewodu.
1). Ekranowanie półprzewodnikowe Warstwa ekranująca półprzewodnikowa jest zazwyczaj umieszczana odpowiednio na zewnętrznej powierzchni rdzenia przewodzącego i zewnętrznej powierzchni warstwy izolacyjnej, nazywana wewnętrzną warstwą ekranującą półprzewodnikową i zewnętrzną warstwą ekranującą półprzewodnikową. Warstwa ekranująca półprzewodnikowa składa się z materiału półprzewodnikowego o bardzo niskiej rezystywności i niewielkiej grubości. Wewnętrzna warstwa ekranująca półprzewodnikowa ma na celu wyrównanie pola elektrycznego na zewnętrznej powierzchni rdzenia i uniknięcie częściowych wyładowań między przewodem a izolacją z powodu nierównej powierzchni przewodu i szczeliny powietrznej spowodowanej skręceniem rdzenia. Zewnętrzna warstwa ekranująca półprzewodnikowa dobrze przylega do zewnętrznej powierzchni warstwy izolacyjnej i ma taki sam potencjał jak metalowy płaszcz, zapobiegając częściowym wyładowaniom z metalowym płaszczem z powodu wad, takich jak pęknięcia na powierzchni izolacji kabla.
2). Ekranowanie metalowe W przypadku kabli zasilających średniego i niskiego napięcia bez metalowych płaszczy, oprócz warstwy ekranującej półprzewodnikowej, należy dodać warstwę ekranującą metalową. Warstwa ekranująca metalowa jest zazwyczaj owinięta taśmą miedzianą lub drutem miedzianym i odgrywa głównie rolę ekranowania pola elektrycznego. Ponieważ prąd przepływający przez kabel zasilający jest stosunkowo duży, wokół prądu powstaje pole magnetyczne. Aby nie wpływać na inne elementy, można dodać warstwę ekranującą do ekranowania tego pola elektromagnetycznego w kablu. Ponadto warstwa ekranująca kabla może odgrywać pewną rolę w ochronie uziemienia. Jeśli rdzeń kabla zostanie uszkodzony, prąd upływu może przepływać wzdłuż warstwy ekranującej, podobnie jak w sieci uziemiającej, odgrywając rolę ochrony bezpieczeństwa. Widać, że rola warstwy ekranującej kabla jest nadal bardzo duża.