Tel ve kablo ürünlerinde kullanılan ekranlama, tamamen farklı iki kavrama sahiptir: elektromanyetik ekranlama ve elektrik alan ekranlaması. Elektromanyetik ekranlama, yüksek frekanslı sinyaller ileten kabloların (RF kabloları ve elektronik kablolar gibi) harici parazite neden olmasını önlemek veya harici elektromanyetik dalgaların zayıf akım ileten kablolara (sinyal veya ölçüm kabloları gibi) karışmasını engellemek ve ayrıca kablolar arasındaki paraziti azaltmak için tasarlanmıştır. Elektrik alan ekranlaması ise, orta ve yüksek gerilim güç kablolarının iletken yüzeyindeki veya yalıtım yüzeyindeki güçlü elektrik alanını dengelemek için tasarlanmıştır.
1. Elektrik Alan Koruma Katmanlarının Yapısı ve Gereksinimleri
Güç kablolarının ekranlanması, iletken ekranlama, yalıtım ekranlama ve metalik ekranlamayı içerir. İlgili standartlara göre, anma gerilimi 0,6/1 kV'tan yüksek olan kablolar, her bir yalıtımlı çekirdeğe veya çok damarlı çok telli kablo çekirdeğine uygulanabilen metalik bir ekranlama tabakasına sahip olmalıdır. Anma gerilimi en az 3,6/6 kV olan XLPE yalıtımlı kablolar ve anma gerilimi en az 3,6/6 kV olan EPR ince yalıtımlı kablolar (veya anma gerilimi en az 6/10 kV olan kalın yalıtımlı kablolar) için, iç ve dış yarı iletken ekranlama yapıları da gereklidir.
(1) İletken Koruma ve Yalıtım Koruması
İletken kalkanı (iç yarı iletken kalkanı) metalik olmayan, ekstrüde yarı iletken malzemeden veya iletkenin etrafına sarılmış yarı iletken banttan ve ardından ekstrüde yarı iletken tabakadan oluşmalıdır.
Yalıtım kalkanı (dış yarı iletken kalkan), her bir yalıtımlı çekirdeğin dış yüzeyine doğrudan ekstrüde edilmiş, yalıtıma sıkıca yapıştırılmış veya yalıtımdan soyulabilir metal olmayan yarı iletken bir katmandır. Ekstrüde edilmiş iç ve dış yarı iletken katmanlar, yalıtıma sıkıca yapıştırılmış olmalı, pürüzsüz arayüzler oluşturmalı, belirgin tel izleri ve keskin kenarlar, parçacıklar, yanık izleri veya çizikler içermemelidir. Eskitmeden önce ve sonra özdirenç, iletken kalkan katmanı için 1000 Ω·m'yi, yalıtım kalkan katmanı için ise 500 Ω·m'yi geçmemelidir.
İç ve dış yarı iletken koruyucu malzemeler, ilgili yalıtım malzemelerinin (çapraz bağlı polietilen, etilen-propilen kauçuk vb.) karbon siyahı, antioksidanlar, etilen-vinil asetat kopolimeri ve diğer katkı maddeleriyle karıştırılmasıyla üretilir. Karbon siyahı parçacıkları, polimer içinde kümeleşme veya zayıf dağılım olmaksızın eşit şekilde dağılmalıdır.
İç ve dış yarı iletken ekranlama katmanlarının kalınlığı, voltaj seviyesiyle birlikte artar. Yalıtım katmanındaki elektrik alan şiddeti içeride daha yüksek, dışarıda daha düşük olduğundan, yarı iletken ekranlama katmanlarının kalınlığı da içeride dışarıdakinden daha fazla olmalıdır. Geçmişte, zayıf sarkma kontrolünden kaynaklanan çizilmeleri veya aşırı sert bakır bantların neden olduğu delinmeleri önlemek için dış yarı iletken ekranlama, içeridekinden biraz daha kalın yapılırdı. Günümüzde ise, çevrimiçi otomatik sarkma izleme ve tavlanmış yumuşak bakır bantlar sayesinde, iç yarı iletken ekranlama katmanının dış katmanla aynı kalınlıkta veya biraz daha kalın yapılması gerekmektedir. 6-10-35 kV kablolar için iç katman kalınlığı genellikle 0,5-0,6-0,8 mm'dir.
(2) Metalik Koruma
Nominal gerilimi 0,6/1 kV'tan yüksek olan kablolar metalik bir ekranlama tabakasına sahip olmalıdır. Metal ekranlama tabakası, her yalıtımlı damara veya kablo çekirdeğine uygulanmalıdır. Metal ekranlama, bir veya daha fazla metal bant, metal örgü, eşmerkezli metal tel katmanları veya metal tel ve metal bantların bir kombinasyonundan oluşmalıdır.
Avrupa ve diğer gelişmiş ülkelerde, daha yüksek kısa devre akımlarına sahip direnç topraklı çift devre sistemlerinin kullanımı nedeniyle, bakır tel ekranlama yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı üreticiler, kablo çapını küçültmek için bakır telleri ayırma kılıfına veya dış kılıfa yerleştirir. Çin'de, direnç topraklı çift devre sistemleri kullanan bazı önemli projeler dışında, çoğu sistem, kısa devre akımını minimumda tutan ark söndürme bobini topraklı tek devreli güç kaynakları kullanır, böylece bakır bant ekranlama kullanılabilir. Kablo fabrikaları, satın aldıkları sert bakır bantları, kullanımdan önce belirli bir uzama ve çekme mukavemeti elde etmek için kesip tavlayarak işlerler (çok sert bantlar yalıtım koruma katmanını çizer, çok yumuşak bantlar kırışır). Yumuşak bakır bantlar, GB/T11091-2005 Kablolar için Bakır Bant standardına uygun olmalıdır.
Bakır bant ekranlama, üst üste bindirilmiş bir kat yumuşak bakır banttan veya boşluklu iki kat helezon şeklinde sarılmış yumuşak bakır banttan oluşmalıdır. Bakır bandın ortalama üst üste binme oranı, genişliğinin (nominal değer) %15'i, minimum üst üste binme oranı ise %5'ten az olmamalıdır. Bakır bandın nominal kalınlığı, tek damarlı kablolar için en az 0,12 mm, çok damarlı kablolar için ise en az 0,10 mm olmalıdır. Bakır bandın minimum kalınlığı, nominal değerin %90'ından az olmamalıdır. Yalıtım ekranının dış çapına (≤25 mm veya >25 mm) bağlı olarak, bakır bandın genişliği genellikle 30-35 mm'dir.
Bakır tel ekranlama, helezon şeklinde sarılmış yumuşak bakır tellerden oluşur ve bakır tel veya bakır bantlarla karşı helezon şeklinde sarılarak sabitlenir. Direnci GB/T3956-2008 Kablo İletkenleri standardının gerekliliklerini karşılamalı ve nominal kesit alanı arıza akımı kapasitesine göre belirlenmelidir. Bakır tel ekranlama, üç damarlı kabloların iç kılıfına veya doğrudan yalıtımın, dış yarı iletken ekranlama katmanının veya tek damarlı kabloların uygun bir iç kılıfının üzerine uygulanabilir. Bitişik bakır teller arasındaki ortalama boşluk 4 mm'yi geçmemelidir. Ortalama boşluk G, şu formül kullanılarak hesaplanır:
Neresi:
D – bakır tel korumasının altındaki kablo çekirdeğinin çapı, mm cinsinden;
d – bakır telin çapı, mm cinsinden;
n – bakır tel sayısı.
2. Koruma Katmanlarının Rolü ve Gerilim Seviyeleriyle İlişkileri
(1) İç ve Dış Yarı İletken Kalkanlamanın Rolü
Kablo iletkenleri genellikle çok telli tellerden sıkıştırılır. Yalıtım ekstrüzyonu sırasında, iletken yüzeyi ile yalıtım tabakası arasında boşluklar, çapaklar ve diğer yüzey düzensizlikleri oluşabilir ve bu da elektrik alan yoğunlaşmasına, yerel hava boşluğu deşarjına ve ağaç deşarjına yol açarak dielektrik performansın düşmesine neden olur. İletken yüzeyinin üzerine bir yarı iletken malzeme tabakası (iletken kalkanı) ekstrüde edilerek, yalıtımla sıkı bir temas sağlanır. Yarı iletken tabaka ve iletken aynı potansiyelde olduğundan, aralarında boşluklar olsa bile elektrik alan etkisi oluşmaz ve böylece kısmi deşarjlar önlenir.
Benzer şekilde, dış yalıtım yüzeyi ile metalik kılıf (veya metal kalkan) arasında boşluklar vardır ve voltaj seviyesi ne kadar yüksekse, hava boşluğu deşarjının meydana gelme olasılığı o kadar yüksektir. Dış yalıtım yüzeyine yarı iletken bir tabaka (yalıtım kalkanı) ekstrüde edilerek, metalik kılıfla birlikte dış bir eşpotansiyel yüzey oluşturulur ve bu da boşluklardaki elektrik alanlarını ortadan kaldırarak kısmi deşarjları önler.
(2) Metalik Kalkanın Rolü
Metalik ekranlamanın işlevleri şunlardır: normal koşullar altında kapasitif akımı taşımak, arızalar sırasında kısa devre akımı için bir yol görevi görmek, elektrik alanını yalıtım içerisinde sınırlamak (dış elektromanyetik girişimi azaltmak) ve düzgün bir radyal elektrik alanı sağlamak, üç fazlı dört telli sistemlerde dengesiz akımı taşımak için nötr hattı görevi görmek ve radyal su blokajı koruması sağlamak.
Gönderi zamanı: 28 Temmuz 2025