环保屏蔽电缆屏蔽层在设计和测试中需具备耐电压过载能力,具体要求如下:
一、耐电压过载的核心要求
工频耐压试验
根据标准(如GB12972.6-91),成品电缆需经受11.0kV/5min的工频交流电压试验,确保屏蔽层在额定电压的数倍下不发生击穿。例如,额定电压为3.6/6kV的电缆,其屏蔽层需承受此高压测试以验证绝缘可靠性。冲击电压试验
在95°C高温下,屏蔽层需承受±60kV正负极性各10次的冲击电压,随后施加11kV工频电压15分钟。此测试模拟极端电压波动场景,确保屏蔽层在瞬时过电压下的稳定性。长期耐压试验
部分标准要求电缆经受3U₀(3倍额定电压)/4h的工频电压试验,验证屏蔽层在长期过载电压下的抗老化能力。
二、屏蔽层结构对耐电压过载的影响
金属屏蔽层
材料与工艺:通常采用铜带、铜丝编织或铝塑复合带,通过高导电性材料分散电压应力,减少局部电场集中。
接地要求:屏蔽层需单端或双端接地,形成低阻抗通路,避免电位差导致微弱电流积累,从而降低过热风险。
半导电屏蔽层
内半导电层:挤包在导体表面,填充微小气隙,均匀电场分布,减少局部放电。
外半导电层:直接挤包在绝缘层外,与绝缘紧密结合,形成平滑过渡,防止电场畸变。
材料特性:半导电层电阻率需满足标准(如导体屏蔽层≤10000Ω·m,绝缘屏蔽层≤5000Ω·m),确保在过电压下有效抑制电晕和游离放电。
三、测试方法与评估标准
直流耐压试验
在导体与屏蔽层间施加500Vdc测试电位,绝缘电阻需≥500MΩ,验证屏蔽层与导体间的绝缘性能。
注意:橡塑电缆(如交联聚乙烯)不宜采用直流耐压,因直流电压易导致空间电荷积累,加速绝缘老化。
局部放电实验
在1.5U₀条件下,放电量需≤20pC,确保屏蔽层在过电压下无局部放电现象,避免绝缘劣化。
介质损耗角正切试验
在额定电压U₀下,介质损耗角正切值(tanδ)需≤0.035,评估屏蔽层在电压作用下的能量损耗程度,间接反映其耐过载能力。
四、实际应用中的耐电压过载场景
高压配电装置
在110kV及以上配电装置中,弱电控制电缆需采用总屏蔽或双层屏蔽结构,以抵御强电磁干扰和过电压冲击。雷电冲击防护
屏蔽层可分散和泄放电荷,保护电缆及连接设备免受雷击损害。例如,铜丝编织屏蔽层能有效吸收雷电能量,减少绝缘层损伤。工业环境应用
在存在电磁干扰的工业场所(如变频器、电机驱动系统),屏蔽电缆需通过60dB@10MHz的屏蔽效能测试,确保信号传输稳定性,同时耐受电压波动。
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