ترکیب لایه محافظ کابل با ولتاژ بالا

ترکیب لایه محافظ کابل ولتاژ بالا عمدتاً شامل لایه محافظ هادی است, لایه محافظ عایق و لایه محافظ فلزی. ساختار خاص به شرح زیر است:
1. لایه محافظ هادی (لایه محافظ داخلی)
خواص مواد
از مواد نیمه رسانا تشکیل شده است (مانند پلی اتیلن شبکه ای نیمه رسانا یا پلیمرهای نیمه رسانا), که در تماس مستقیم با هادی هستند و پتانسیل یکسانی را حفظ می کنند, و برای یکنواخت شدن میدان الکتریکی روی سطح هادی و کاهش تخلیه موضعی استفاده می شود.
موقعیت و عملکرد
بین هادی و لایه عایق قرار دارد, پر کردن شکاف ها یا سوراخ هایی که ممکن است روی سطح هادی وجود داشته باشد تا از آسیب عایق ناشی از غلظت میدان الکتریکی جلوگیری شود..

این شامل لایه ای از سیم های محکم بافته شده است, به طور معمول از مس قلع ساخته شده است, که عایق را احاطه کرده است.
محافظ نوار فویل آلومینیومی:
این شامل یک لایه نازک از فویل آلومینیومی است, اغلب به یک فیلم پلی استر یا پلی پروپیلن لمینت می شود, که تقریبا 100% پوشش عایق.
لایه های نیمه هادی:
این لایه ها, اغلب از پلیمرهای نیمه رسانا ساخته می شود, بین هادی و عایق قرار می گیرند, و بین عایق و سپر فلزی. آنها به توزیع یکنواخت استرس الکتریکی و جلوگیری از تخلیه جزئی کمک می کنند.
هدف از لایه های محافظ:
محافظ الکترومغناطیسی:
سپر فلزی مانند قفس فارادی عمل می کند, انعکاس تشعشعات الکترومغناطیسی و جلوگیری از تداخل منابع خارجی و از خود کابل تابش نویز.

عایق لاستیکی سیلیکونی, سپر مس قلع شده, غلاف لاستیکی سیلیکونی و محافظ فویل آلومینیومی

2. لایه محافظ عایق (لایه محافظ بیرونی)
مواد و ساختار
همچنین از مواد نیمه رسانا استفاده می کند, سطح بیرونی لایه عایق را می پوشاند, و دارای همان پتانسیل غلاف فلزی یا لایه زره برای جلوگیری از تخلیه موضعی ناشی از تماس ضعیف بین لایه عایق و غلاف است..
عملکرد
بهینه سازی توزیع میدان الکتریکی در سطح لایه عایق و سرکوب گسترش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) بیرونی.

3. لایه محافظ فلزی
فرم ترکیب
محافظ نواری/سیمی فلزی: معمولاً بسته بندی نوار مسی یا قیطاندن سیم مسی قلع شده, با نرخ پوشش ≥85%;
سازه محافظ مرکب: مانند فویل آلومینیومی + ترکیب لایه بافندگی (فویل آلومینیومی از تداخل فرکانس بالا جلوگیری می کند, و لایه بافته استحکام مکانیکی را افزایش می دهد).
عملکرد اضافی
هم عملکرد تخلیه جریان اتصال کوتاه و هم عملکرد حفاظت از زمین را دارد, به ویژه در کابل های عایق اکسترود شده بدون غلاف فلزی.

4. سایر طرح های محافظ (سناریوهای خاص)
برخی از کابل های ولتاژ بالا یک لایه بافر نیمه رسانا را در خارج از لایه محافظ فلزی اضافه می کنند تا آسیب استرس مکانیکی به لایه محافظ را کاهش دهند..

مزایای استفاده از لایه های محافظ برای مهار سیم های فشار قوی و اتصال دهنده های ولتاژ بالا.
لایه محافظ کابل های فشار قوی به لایه بافته سیم محافظ و لایه فویل آلومینیومی تقسیم می شود.. ساختارهای لایه محافظ معمولی هستند:
① فقط بافته سیم محافظ
② قیطان سیم محافظ (close to the inner insulation layer) + aluminum foil layer (close to the outer insulation layer)
③ Three states: aluminum foil layer (close to the inner insulation layer) + shielding wire braiding layer (close to the outer insulation layer).

البته البته, some high-voltage conductors use braided mesh, aluminum tubes, or a combination of the two to directly cover the outer layer of the cable to provide EMC protection for the conductors.

High Voltage Cables vs. Low Voltage Cables Understanding the Differences

(1) Shielding wire braid
The essence of the shielding wire braid is a wire with a metal braid shell, which functions as a low-frequency shield. It is mainly woven from 0.2mm or 0.15mm tinned copper wire, and its weaving density must reach more than 90%.
Shielding wire diameter, braiding angle, number of wires per spindle and braiding machine tension are several important parameters for braiding shielding wire.
سیم محافظ معمولی در دو مشخصات موجود است: 0.2میلی متر و 0.15 میلی متر. هر چه قطر سیم ضخیم تر باشد, اثر محافظ بهتر است.
OEM ها و سازندگان سیم فشار قوی معمولاً زاویه بافت لایه محافظ را در محدوده 50 تا 60 درجه تعریف می کنند., و راندمان پردازش در این محدوده بالاترین است.
تعداد سیم های محافظ در هر دوک توسط هر سازنده هادی تعیین می شود. هر چه تعداد سیم های محافظ در هر دوک بیشتر باشد, هر چه گام بافتن بزرگتر باشد, و کشش نسبی به نسبت کوچکتر خواهد بود.

(2) لایه فویل آلومینیومی
فویل آلومینیومی معمولا از نوار کامپوزیت آلومینیوم-پلاستیک استفاده می کند, که عمدتا از آلومینیوم تشکیل شده است, چسب کک سازی با دمای بالا و مواد PET با مقاومت دمایی 80 درجه سانتیگراد. عملکرد آن محافظ فرکانس بالا است.
نیروی پوشش فویل آلومینیومی پیچیده شده در اطراف لایه عایق داخلی هادی ولتاژ بالا توسط دستگاه تولید از پیش تنظیم شده است., و اندازه خاص آن با توجه به تامین کننده هادی متفاوت است.
لایه فویل آلومینیومی اکثر هادی های ولتاژ بالا در خارج از لایه بافته قرار دارد, و تعداد کمی از هادی های ولتاژ بالا دارای لایه فویل آلومینیومی در داخل لایه بافته شده است.. در هر صورت, لایه فویل آلومینیومی باید با لایه بافته شده در تماس و رسانا باشد.
لایه محافظ برای هدایت سیگنال های تداخل خارجی به زمین نیاز به زمین دارد, بنابراین از ورود سیگنال های تداخل به هسته داخلی جلوگیری می کند.
لازم به ذکر است که لایه محافظ در چندین نقطه مجاز به زمین نمی باشد زیرا در نقاط مختلف زمین اختلاف پتانسیل وجود خواهد داشت.. اگر لایه محافظ در چندین نقطه زمین باشد, یک جریان در لایه محافظ تشکیل می شود, جریانی روی سیم القا می شود, و تداخل در خط سیگنال القا خواهد شد. نه تنها سپر نمی شود, در واقع باعث تداخل می شود.
هنگامی که هادی های فشار قوی از کارخانه خارج می شوند, هم فویل آلومینیومی و هم لایه محافظ بافته شده در حالت شکستگی قرار دارند (این است, آنها به طور کامل در لایه عایق داخل هادی پیچیده می شوند). کار شکستن لایه محافظ (از جمله بریدن فویل آلومینیومی و گسترش سیم محافظ) معمولاً قبل از اتصال و نصب سیم‌ها و کانکتورها توسط تأمین‌کننده مجموعه مهار سیم با ولتاژ بالا تکمیل می‌شود..

(3) حلقه مغناطیسی
اتصال بین دسته سیم ولتاژ بالا و کانکتور ولتاژ بالا تداخل جدی EMC را دریافت خواهد کرد., بنابراین رابط هر کانکتور ولتاژ بالا باید محافظت شود. به عنوان مثال, رابط های موتور جلو و عقب حلقه های محکم محافظ هستند که به ریل های راهنمای جعبه الکتریکی بسته شده اند., و کانکتورهای کنترلر و جعبه باتری از قطعات ساختاری با عملکردهای محافظ استفاده می کنند.
این یک روش معمول و کارآمد است که به طور کلی حلقه های مغناطیسی را به مهار سیم های ولتاژ بالا و تجهیزات ولتاژ بالا اضافه کنید..
حلقه مغناطیسی یک هادی مغناطیسی حلقه ای شکل است. حلقه مغناطیسی یک جزء متداول ضد تداخل در مدارهای الکترونیکی است و اثر بازدارندگی خوبی بر نویز فرکانس بالا دارد..

مواد حلقه مغناطیسی
بسته به فرکانسی که در آن تداخل باید سرکوب شود, مواد فریت با نفوذپذیری مغناطیسی مختلف انتخاب می شوند. هر چه نفوذپذیری مغناطیسی ماده فریت بیشتر باشد, امپدانس در فرکانس های پایین بیشتر است, و امپدانس مواد با آلومینیوم بالا کمتر است.

طراحی محافظ سیم با ولتاژ بالا برای ایمنی و عملکرد وسایل نقلیه برقی

عملکرد حلقه مغناطیسی
اثر حلقه مغناطیسی به امپدانس مدار مربوط می شود. هر چه امپدانس مدار کمتر باشد, اثر فیلترینگ حلقه مغناطیسی بهتر است. هر چه امپدانس ماده فریت بیشتر باشد, اثر فیلترینگ بهتر است. هنگامی که کانکتورهای فیلتر خازنی در دو سر سیم نصب می شوند, امپدانس بسیار کم است و اثر حلقه مغناطیسی آشکارتر است.
موقعیت نصب حلقه مغناطیسی به طور کلی تا حد امکان به منبع تداخل نزدیک است. برای مهار سیم ولتاژ بالا سیستم ولتاژ بالا, حلقه مغناطیسی باید تا حد امکان به ورودی و خروجی سیم های فشار قوی موتور و کنترل کننده نزدیک باشد..
هر چه اختلاف بین قطر داخلی و خارجی حلقه مغناطیسی بیشتر باشد و جهت محوری آن طولانی تر باشد., هر چه امپدانس بیشتر باشد. قطر داخلی حلقه مغناطیسی باید محکم به دور سیم پیچیده شود. از این رو, به منظور به دست آوردن یک تضعیف بزرگ, 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.