屏蔽电缆及其屏蔽层的功能解析

发布时间：

2025-01-18

屏蔽电缆，顾名思义，是在传输电缆外层附加屏蔽层，以增强其抵抗外界电磁干扰能力的特殊电缆。这种电缆结构上的“屏蔽”设计，实质上是一种优化电场分布的重要措施。

屏蔽电缆，顾名思义，是在传输电缆外层附加屏蔽层，以增强其抵抗外界电磁干扰能力的特殊电缆。这种电缆结构上的“屏蔽”设计，实质上是一种优化电场分布的重要措施。由于电缆导体通常由多股导线精细绞合而成，与绝缘层之间可能存在气隙，导致导体表面不够光滑，进而引发电场集中。

屏蔽电缆及其屏蔽层的功能解析

一、电缆屏蔽层

电缆屏蔽层是屏蔽电缆的重要组成部分，它被设计用来增强电缆对外部电磁干扰的抵抗力。通过在传输电缆外层附加这一屏蔽层，电缆的电场分布得到了有效优化，从而提高了其传输数据的稳定性和可靠性。这种屏蔽设计在许多应用场景中都非常有用，特别是在需要抵御强电磁干扰的环境中，如工业制造、医疗影像等领域。

在导体表面包裹一层半导电材料制成的屏蔽层，该屏蔽层与被屏蔽的导体保持等电位，并与绝缘层紧密接触，从而有效防止了导体与绝缘层间的局部放电现象。这一屏蔽层通常被称为内屏蔽层。此外，绝缘表面与护套接触处可能存在的间隙，以及电缆弯曲时油纸电缆绝缘表面容易产生的裂纹，都是引发局部放电的潜在因素。
绝缘层表面同样覆盖一层半导电材料屏蔽层，它与被屏蔽的绝缘层保持良好接触，并与金属护套维持等电位，以避免绝缘层与护套间的局部放电。为了均衡导电线芯和绝缘电场，6kV及以上的中高压电力电缆通常设置导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，而部分低压电缆则不设屏蔽层。屏蔽层可采用半导电屏蔽或金属屏蔽。

二、屏蔽电缆

屏蔽电缆的屏蔽层多采用编织成网状的金属线或金属薄膜，提供单屏蔽和多屏蔽等多种选择。单屏蔽指单一的屏蔽网或屏蔽膜，其中可包含一条或多条导线。多屏蔽则是指多个屏蔽网或屏蔽膜共存于一条电缆中。这些屏蔽措施旨在减少导线间的电磁干扰，或通过双层屏蔽来增强屏蔽效果。通过将屏蔽层接地，可以有效地隔绝外部感应干扰电压对导线的影响。
半导电屏蔽

半导电屏蔽层在导电线芯和绝缘层的外表面都有设置，分别被称为内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。这些屏蔽层由电阻率低且厚度薄的半导电材料制成。内半导电屏蔽层的主要作用是均匀线芯外表面的电场，防止因导体表面不光滑或线芯绞合产生的气隙而导致的局部放电。外半导电屏蔽层则与绝缘层外表面紧密接触，并与金属护套维持等电位，从而避免因电缆绝缘表面裂纹等缺陷与金属护套间的局部放电。

金属屏蔽

对于没有金属护套的中低压电力电缆，除了半导电屏蔽层外，还会增加金属屏蔽层。金属屏蔽层通常由铜带或铜丝绕包而成，旨在屏蔽电场。由于电力电缆中通过的电流较大，会产生磁场，为了避免对周围元件的影响，金属屏蔽层被设计为将这种电磁场限制在电缆内部。此外，电缆屏蔽层还起到接地保护的作用。一旦电缆芯线发生破损，泄露的电流可以通过屏蔽层流入接地网，确保安全。由此可见，电缆屏蔽层在保护电缆及其周围元件方面发挥着至关重要的作用。