Σύνθεση στρώματος θωράκισης καλωδίου υψηλής τάσης

Η σύνθεση του στρώματος θωράκισης καλωδίων υψηλής τάσης περιλαμβάνει κυρίως το στρώμα θωράκισης αγωγού, το μονωτικό στρώμα θωράκισης και το μεταλλικό στρώμα θωράκισης. Η συγκεκριμένη δομή έχει ως εξής:
1. Στρώμα θωράκισης αγωγού (εσωτερικό στρώμα θωράκισης)
Ιδιότητες υλικών
Αποτελείται από ημιαγώγιμα υλικά (όπως ημιαγώγιμο διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο ή ημιαγώγιμα πολυμερή), που βρίσκονται σε άμεση επαφή με τον αγωγό και διατηρούν το ίδιο δυναμικό, και χρησιμοποιούνται για την ομοιομορφία του ηλεκτρικού πεδίου στην επιφάνεια του αγωγού και τη μείωση της τοπικής εκφόρτισης.
Θέση και λειτουργία
Βρίσκεται μεταξύ του αγωγού και του μονωτικού στρώματος, γεμίζοντας τα κενά ή τα γρέζια που μπορεί να υπάρχουν στην επιφάνεια του αγωγού για να αποφευχθεί η ζημιά στη μόνωση που προκαλείται από τη συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου.

Αυτό αποτελείται από ένα στρώμα συρμάτων σφιχτά υφασμένα, συνήθως από επικασσιτερωμένο χαλκό, που περιβάλλει τη μόνωση.
Ασπίδα ταινίας αλουμινίου:
Αυτό περιλαμβάνει ένα λεπτό στρώμα φύλλου αλουμινίου, συχνά πλαστικοποιημένο σε μεμβράνη πολυεστέρα ή πολυπροπυλενίου, που παρέχει σχεδόν 100% κάλυψη της μόνωσης.
Ημιαγώγιμα στρώματα:
Αυτά τα στρώματα, συχνά κατασκευασμένα από ημιαγώγιμα πολυμερή, τοποθετούνται μεταξύ του αγωγού και της μόνωσης, και μεταξύ της μόνωσης και της μεταλλικής θωράκισης. Βοηθούν στην ομοιόμορφη κατανομή της ηλεκτρικής καταπόνησης και στην πρόληψη μερικών εκκενώσεων.
Σκοπός των στρωμάτων θωράκισης:
Ηλεκτρομαγνητική Θωράκιση:
Η μεταλλική ασπίδα λειτουργεί ως κλουβί Faraday, αντανακλώντας την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και αποτρέποντας παρεμβολές από εξωτερικές πηγές και από το ίδιο το καλώδιο που εκπέμπει θόρυβο.

Μόνωση από καουτσούκ σιλικόνης, ασπίδα από κονσέρβες χαλκού, Θήκη από καουτσούκ σιλικόνης και αλουμινόχαρτο

2. Στρώμα μόνωσης θωράκισης (εξωτερικό προστατευτικό στρώμα)
Υλικό και δομή
Χρησιμοποιεί επίσης ημιαγώγιμα υλικά, καλύπτει την εξωτερική επιφάνεια του μονωτικού στρώματος, και έχει την ίδια δυνατότητα με το μεταλλικό περίβλημα ή το στρώμα θωράκισης για να αποτρέψει την τοπική εκκένωση που προκαλείται από κακή επαφή μεταξύ του στρώματος μόνωσης και του περιβλήματος.
λειτουργία
Βελτιστοποιήστε την κατανομή ηλεκτρικού πεδίου στην επιφάνεια του μονωτικού στρώματος και καταστείλετε την εξάπλωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (Ευσέβεια) προς τα έξω.

3. Μεταλλικό προστατευτικό στρώμα
Φόρμα σύνθεσης
Μεταλλική ταινία/σύρμα θωράκιση: Συνήθως τύλιγμα χάλκινης ταινίας ή πλέξη με κονσέρβες χάλκινου σύρματος, με ποσοστό κάλυψης ≥85%;
Σύνθετη δομή θωράκισης: όπως φύλλο αλουμινίου + συνδυασμός στρώσης πλεξούδας (Το φύλλο αλουμινίου αποτρέπει τις παρεμβολές υψηλής συχνότητας, και το στρώμα πλέξης ενισχύει τη μηχανική αντοχή).
Πρόσθετη λειτουργία
Διαθέτει λειτουργίες εκφόρτισης ρεύματος βραχυκυκλώματος και προστασίας γείωσης, ειδικά σε εξωθημένα μονωμένα καλώδια χωρίς μεταλλικά περιβλήματα.

4. Άλλα σχέδια θωράκισης (ειδικά σενάρια)
Ορισμένα καλώδια υψηλής τάσης θα προσθέσουν ένα ημιαγώγιμο προστατευτικό στρώμα έξω από το μεταλλικό στρώμα θωράκισης για να μετριάσουν τη ζημιά της μηχανικής καταπόνησης στο στρώμα θωράκισης.

Τα πλεονεκτήματα της χρήσης στρώσεων θωράκισης για καλώδια υψηλής τάσης και συνδέσμους υψηλής τάσης.
Το στρώμα θωράκισης των καλωδίων υψηλής τάσης χωρίζεται σε στρώμα πλέξης συρμάτων θωράκισης και στρώμα φύλλου αλουμινίου. Οι συμβατικές δομές στρώσεων θωράκισης είναι:
① Θωράκιση μόνο συρμάτινη πλεξούδα
② Θωράκιση συρμάτινη πλεξούδα (κοντά στο εσωτερικό στρώμα μόνωσης) + στρώμα φύλλου αλουμινίου (κοντά στο εξωτερικό μονωτικό στρώμα)
③ Τρεις πολιτείες: στρώμα φύλλου αλουμινίου (κοντά στο εσωτερικό στρώμα μόνωσης) + στρώση πλεξίματος καλωδίων θωράκισης (κοντά στο εξωτερικό μονωτικό στρώμα).

Φυσικά, ορισμένοι αγωγοί υψηλής τάσης χρησιμοποιούν πλεγμένο πλέγμα, σωλήνες αλουμινίου, ή ένας συνδυασμός των δύο για την άμεση κάλυψη του εξωτερικού στρώματος του καλωδίου για την παροχή προστασίας EMC για τους αγωγούς.

Καλώδια υψηλής τάσης vs. Καλώδια χαμηλής τάσης Κατανόηση των διαφορών

(1) Θωράκιση συρμάτινη πλεξούδα
Η ουσία της πλεξούδας από σύρμα θωράκισης είναι ένα σύρμα με μεταλλικό κέλυφος πλεξούδας, που λειτουργεί ως ασπίδα χαμηλών συχνοτήτων. Είναι υφαντό κυρίως από επικασσιτερωμένο χάλκινο σύρμα 0,2mm ή 0,15mm, και η πυκνότητα ύφανσής του πρέπει να φτάσει περισσότερο από 90%.
Διάμετρος σύρματος θωράκισης, γωνία πλεξούδας, Ο αριθμός των συρμάτων ανά άξονα και η τάση της μηχανής πλεξίματος είναι αρκετές σημαντικές παράμετροι για το πλέξιμο του καλωδίου θωράκισης.
Το συμβατικό σύρμα θωράκισης διατίθεται σε δύο προδιαγραφές: 0.2mm και 0,15 mm. Όσο πιο παχιά είναι η διάμετρος του σύρματος, τόσο καλύτερο είναι το εφέ θωράκισης.
Οι κατασκευαστές OEM και οι κατασκευαστές καλωδίων υψηλής τάσης καθορίζουν γενικά τη γωνία ύφανσης του στρώματος θωράκισης εντός της περιοχής από 50°~60°, και η απόδοση επεξεργασίας είναι υψηλότερη σε αυτό το εύρος.
Ο αριθμός των συρμάτων θωράκισης ανά άξονα καθορίζεται από κάθε κατασκευαστή αγωγού. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των συρμάτων θωράκισης ανά άξονα, όσο μεγαλύτερο είναι το βήμα της πλέξης, και η σχετική τάση θα είναι αντίστοιχα μικρότερη.

(2) Στρώση φύλλου αλουμινίου
Το φύλλο αλουμινίου χρησιμοποιεί γενικά σύνθετη ταινία αλουμινίου-πλαστικού, που αποτελείται κυρίως από αλουμίνιο, κόλλα οπτανθρακοποίησης υψηλής θερμοκρασίας και υλικό PET με αντοχή στη θερμοκρασία 80°C. Η λειτουργία του είναι η θωράκιση υψηλών συχνοτήτων.
Η δύναμη επικάλυψης του φύλλου αλουμινίου που τυλίγεται γύρω από το εσωτερικό στρώμα μόνωσης του αγωγού υψηλής τάσης προκαθορίζεται από το μηχάνημα κατασκευής, και το συγκεκριμένο μέγεθός του ποικίλλει ανάλογα με τον προμηθευτή του αγωγού.
Το στρώμα φύλλου αλουμινίου των περισσότερων αγωγών υψηλής τάσης βρίσκεται έξω από το πλεγμένο στρώμα, και ένας μικρός αριθμός αγωγών υψηλής τάσης έχει το στρώμα φύλλου αλουμινίου που βρίσκεται μέσα στο πλεγμένο στρώμα. Είτε έτσι είτε αλλιώς, το στρώμα αλουμινόχαρτου πρέπει να είναι σε επαφή και να αγώγει το πλεγμένο στρώμα.
Το στρώμα θωράκισης πρέπει να γειωθεί για να καθοδηγήσει τα σήματα εξωτερικών παρεμβολών στη γη, εμποδίζοντας έτσι τα σήματα παρεμβολής να εισέλθουν στον εσωτερικό πυρήνα.
Πρέπει να σημειωθεί ότι το στρώμα θωράκισης δεν επιτρέπεται να γειώνεται σε πολλαπλά σημεία γιατί θα υπάρχουν διαφορές δυναμικού σε διαφορετικά σημεία γείωσης. Εάν το στρώμα θωράκισης είναι γειωμένο σε πολλά σημεία, θα σχηματιστεί ένα ρεύμα στο στρώμα θωράκισης, θα προκληθεί ρεύμα στο καλώδιο, και θα προκληθούν παρεμβολές στη γραμμή σήματος. Όχι μόνο αποτυγχάνει να θωρακίσει, στην πραγματικότητα προκαλεί παρεμβολές.
Όταν οι αγωγοί υψηλής τάσης φεύγουν από το εργοστάσιο, Τόσο το φύλλο αλουμινίου όσο και το πλεγμένο προστατευτικό στρώμα είναι σε αδιάσπαστη κατάσταση (ήτοι, είναι εντελώς τυλιγμένα στο μονωτικό στρώμα μέσα στον αγωγό). Το έργο της διάσπασης του στρώματος θωράκισης (συμπεριλαμβανομένης της αποκοπής του φύλλου αλουμινίου και της επέκτασης του καλωδίου θωράκισης) is generally completed by the high-voltage wire harness assembly supplier before the wires and connectors are connected and installed.

(3) Magnetic ring
The connection between the high-voltage wire harness and the high-voltage connector will receive serious EMC interference, so the interface of each high-voltage connector needs to be shielded. Για παράδειγμα, the front and rear motor interfaces are shielded snap rings that are crimped to the electrical box guide rails, and the controller and battery box connectors use structural parts with shielding functions.
It is a common and efficient practice to generally add magnetic rings to high-voltage wire harnesses and high-voltage equipment.
The magnetic ring is a ring-shaped magnetic conductor. Ο μαγνητικός δακτύλιος είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο εξάρτημα κατά των παρεμβολών σε ηλεκτρονικά κυκλώματα και έχει καλή ανασταλτική επίδραση στο θόρυβο υψηλής συχνότητας.

Υλικό μαγνητικού δακτυλίου
Ανάλογα με τη συχνότητα στην οποία πρέπει να καταστέλλονται οι παρεμβολές, Επιλέγονται υλικά φερρίτη με διαφορετική μαγνητική διαπερατότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η μαγνητική διαπερατότητα του υλικού φερρίτη, τόσο μεγαλύτερη είναι η σύνθετη αντίσταση στις χαμηλές συχνότητες, και όσο μικρότερη είναι η αντίσταση των υλικών υψηλής περιεκτικότητας σε αλουμίνιο.

Σχεδιασμός θωράκισης σύρματος υψηλής τάσης για την ασφάλεια και την απόδοση των ηλεκτρικών οχημάτων

Απόδοση μαγνητικού δακτυλίου
Η επίδραση του μαγνητικού δακτυλίου σχετίζεται με την σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος. Όσο μικρότερη είναι η σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος του μαγνητικού δακτυλίου. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του υλικού φερρίτη, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος. When capacitive filter connectors are installed at both ends of the wire, the impedance is very low and the effect of the magnetic ring is more obvious.
The installation position of the magnetic ring is generally as close as possible to the source of interference. For the high-voltage wire harness of the high-voltage system, the magnetic ring should be as close as possible to the inlet and outlet of the high-voltage wires of the motor and controller.
The greater the difference between the inner and outer diameters of the magnetic ring and the longer the axial direction, the greater the impedance. The inner diameter of the magnetic ring must be tightly wrapped around the wire. Επομένως, in order to obtain a large attenuation, try to use a larger magnetic ring on the premise that the inner diameter of the magnetic ring is tightly wrapped around the wire.
Increasing the number of magnetic rings on the cable can increase the low-frequency impedance, but due to the increase in parasitic capacitance, the high-frequency impedance will decrease accordingly.

The above is about the classification and composition of high-voltage conductors, as well as the organization and sharing of the composition of the insulation layer and shielding layer of high-voltage conductors. In the next article, we will continue to share the deshielding design of high-voltage wires and the most important parts-the wire core. We look forward to your attention and welcome your communication.