Composition de la couche de blindage de câbles à haute tension

La composition de la couche de blindage du câble haute tension comprend principalement la couche de blindage du conducteur, la couche de protection isolante et la couche de protection métallique. La structure spécifique est la suivante:
1. Couche de blindage du conducteur (couche de protection intérieure)
‌Propriétés matérielles‌
Il est composé de matériaux semi-conducteurs (tels que le polyéthylène réticulé semi-conducteur ou les polymères semi-conducteurs), qui sont en contact direct avec le conducteur et maintiennent le même potentiel, et sont utilisés pour uniformiser le champ électrique sur la surface du conducteur et réduire les décharges locales.
‌Position et fonction‌
Il est situé entre le conducteur et la couche isolante, combler les espaces ou les bavures qui peuvent exister à la surface du conducteur pour éviter les dommages à l'isolation causés par la concentration du champ électrique.

Il s'agit d'une couche de fils étroitement tissés, généralement en cuivre étamé, qui entoure l'isolation.
Bouclier de bande de papier d'aluminium:
Il s'agit d'une fine couche de papier d'aluminium, souvent laminé sur un film de polyester ou de polypropylène, qui fournit presque 100% couverture de l'isolation.
Couches semi-conductrices:
Ces couches, souvent constitué de polymères semi-conducteurs, sont placés entre le conducteur et l’isolant, et entre l'isolation et le blindage métallique. Ils aident à répartir uniformément le stress électrique et à prévenir les décharges partielles.
Objectif des couches de protection:
Blindage électromagnétique:
Le bouclier métallique fait office de cage de Faraday, réfléchissant le rayonnement électromagnétique et empêchant les interférences provenant de sources externes et du bruit rayonnant du câble lui-même.

Isolation en caoutchouc de silicone, bouclier en cuivre étamé, gaine en caoutchouc de silicone et protection en feuille d'aluminium

2. Couche de blindage isolante (couche de protection externe)
‌Matériau et structure‌
Il utilise également des matériaux semi-conducteurs, recouvre la surface extérieure de la couche isolante, et a le même potentiel que la gaine métallique ou la couche d'armure pour empêcher une décharge locale provoquée par un mauvais contact entre la couche isolante et la gaine.
fonction
Optimiser la répartition du champ électrique sur la surface de la couche isolante et supprimer la propagation des interférences électromagnétiques (EMI) vers l'extérieur.

3. Couche de blindage métallique
‌Formulaire de composition‌
‌Ruban métallique/blindage métallique‌: Généralement emballage en ruban de cuivre ou tressage de fil de cuivre étamé, avec un taux de couverture ≥85%;
‌Structure de blindage composite‌: comme du papier d'aluminium + combinaison de couches de tressage (la feuille d'aluminium empêche les interférences haute fréquence, et la couche de tressage améliore la résistance mécanique).
‌Fonction supplémentaire‌
Il dispose à la fois de fonctions de décharge de courant de court-circuit et de protection de mise à la terre., notamment dans les câbles isolés extrudés sans gaine métallique.

4. Autres modèles de blindage (scénarios spéciaux)
Certains câbles haute tension ajouteront une « couche tampon semi-conductrice » à l'extérieur de la couche de blindage métallique pour atténuer les dommages causés par les contraintes mécaniques à la couche de blindage..

Les avantages de l'utilisation de couches de blindage pour les faisceaux de câbles haute tension et les connecteurs haute tension.
La couche de blindage des câbles haute tension est divisée en couche de tressage de fil de blindage et couche de feuille d'aluminium. Les structures de couche de blindage conventionnelles sont:
① Tresse de fil de blindage uniquement
② Tresse de fil de blindage (proche de la couche d'isolation intérieure) + couche de papier d'aluminium (à proximité de la couche d'isolation extérieure)
③ Trois états: couche de papier d'aluminium (proche de la couche d'isolation intérieure) + couche de tressage de fil de blindage (à proximité de la couche d'isolation extérieure).

Bien sûr, certains conducteurs haute tension utilisent un treillis tressé, tubes en aluminium, ou une combinaison des deux pour recouvrir directement la couche externe du câble afin de fournir une protection CEM aux conducteurs.

Câbles haute tension vs. Câbles basse tension Comprendre les différences

(1) Tresse de fil de blindage
L'essence de la tresse de fil de blindage est un fil avec une coque tressée métallique, qui fonctionne comme un bouclier basse fréquence. Il est principalement tissé à partir de fil de cuivre étamé de 0,2 mm ou 0,15 mm., et sa densité de tissage doit atteindre plus de 90%.
Diamètre du fil de blindage, angle de tressage, le nombre de fils par broche et la tension de la machine à tresser sont plusieurs paramètres importants pour le tressage du fil de blindage.
Le fil de blindage conventionnel est disponible en deux spécifications: 0.2mm et 0,15 mm. Plus le diamètre du fil est épais, meilleur est l'effet de protection.
Les OEM et les fabricants de fils haute tension définissent généralement l'angle de tissage de la couche de blindage dans la plage de 50° à 60°., et l'efficacité du traitement est la plus élevée dans cette plage.
Le nombre de fils de blindage par broche est déterminé par chaque fabricant de conducteurs. Plus le nombre de fils de blindage par broche est élevé, plus le pas de tressage est grand, et la tension relative sera d'autant plus petite.

(2) Couche de papier d'aluminium
La feuille d'aluminium utilise généralement du ruban composite aluminium-plastique, qui est principalement composé d'aluminium, colle à cokéfaction haute température et matériau PET avec une résistance à la température de 80°C. Sa fonction est un blindage haute fréquence.
La force de revêtement de la feuille d'aluminium enroulée autour de la couche isolante interne du conducteur haute tension est prédéfinie par la machine de fabrication, et sa taille spécifique varie selon le fournisseur de conducteurs.
La couche de feuille d'aluminium de la plupart des conducteurs haute tension est située à l'extérieur de la couche tressée, et un petit nombre de conducteurs haute tension ont une couche de feuille d'aluminium située à l'intérieur de la couche tressée. De toute façon, la couche de feuille d'aluminium doit être en contact et conductrice avec la couche tressée.
La couche de blindage doit être mise à la terre pour guider les signaux d'interférence externes dans la terre, empêchant ainsi les signaux d'interférence de pénétrer dans le noyau interne.
Il convient de noter que la couche de blindage ne doit pas être mise à la terre en plusieurs points car il y aura des différences de potentiel en différents points de mise à la terre.. Si la couche de blindage est mise à la terre en plusieurs points, un courant sera formé dans la couche de blindage, un courant sera induit sur le fil, et des interférences seront induites sur la ligne de signal. Non seulement il ne parvient pas à protéger, cela provoque en fait des interférences.
Quand les conducteurs haute tension quittent l’usine, la feuille d'aluminium et la couche de blindage tressée sont dans un état ininterrompu (c'est, ils sont complètement enveloppés dans la couche isolante à l'intérieur du conducteur). Le travail de rupture de la couche de protection (y compris couper la feuille d'aluminium et étendre le fil de blindage) est généralement complété par le fournisseur d'ensembles de faisceaux de câbles haute tension avant que les fils et les connecteurs ne soient connectés et installés.

(3) Anneau magnétique
La connexion entre le faisceau de câbles haute tension et le connecteur haute tension subira de graves interférences CEM., l'interface de chaque connecteur haute tension doit donc être blindée. Par exemple, les interfaces moteur avant et arrière sont des anneaux d'arrêt blindés sertis sur les rails de guidage du boîtier électrique, et les connecteurs du contrôleur et du boîtier de batterie utilisent des pièces structurelles avec des fonctions de blindage.
Il est courant et efficace d'ajouter généralement des anneaux magnétiques aux faisceaux de câbles et aux équipements haute tension..
L'anneau magnétique est un conducteur magnétique en forme d'anneau. L'anneau magnétique est un composant anti-interférence couramment utilisé dans les circuits électroniques et a un bon effet inhibiteur sur le bruit haute fréquence..

Matériau de l'anneau magnétique
En fonction de la fréquence à laquelle les interférences doivent être supprimées, des matériaux de ferrite avec différentes perméabilités magnétiques sont sélectionnés. Plus la perméabilité magnétique du matériau ferrite est élevée, plus l'impédance aux basses fréquences est grande, et plus l'impédance des matériaux à haute teneur en aluminium est faible.

Conception de blindage à haute tension pour la sécurité et les performances des véhicules électriques

Performances de l'anneau magnétique
L'effet de l'anneau magnétique est lié à l'impédance du circuit. Plus l'impédance du circuit est faible, meilleur est l'effet filtrant de l'anneau magnétique. Plus l'impédance du matériau ferrite est grande, meilleur est l'effet de filtrage. Lorsque des connecteurs de filtre capacitif sont installés aux deux extrémités du fil, l'impédance est très faible et l'effet de l'anneau magnétique est plus évident.
La position d'installation de l'anneau magnétique est généralement aussi proche que possible de la source d'interférence. Pour le faisceau de câbles haute tension du système haute tension, l'anneau magnétique doit être aussi proche que possible de l'entrée et de la sortie des fils haute tension du moteur et du contrôleur.
Plus la différence entre les diamètres intérieur et extérieur de l'anneau magnétique est grande et plus la direction axiale est longue, plus l'impédance est grande. Le diamètre intérieur de l'anneau magnétique doit être étroitement enroulé autour du fil. Donc, afin d'obtenir une grande atténuation, essayez d'utiliser un anneau magnétique plus grand en partant du principe que le diamètre intérieur de l'anneau magnétique est étroitement enroulé autour du fil.
L'augmentation du nombre d'anneaux magnétiques sur le câble peut augmenter l'impédance basse fréquence, mais du fait de l'augmentation de la capacité parasite, l'impédance haute fréquence diminuera en conséquence.

Ce qui précède concerne la classification et la composition des conducteurs haute tension., ainsi que l'organisation et le partage de la composition de la couche isolante et de la couche de blindage des conducteurs haute tension. Dans le prochain article, nous continuerons à partager la conception du déblindage des fils haute tension et les parties les plus importantes : le noyau du fil. Nous attendons avec impatience votre attention et apprécions votre communication.