Sammansättning av högspänningskabelskyddsskikt

The composition of the high-voltage cable shielding layer mainly includes the conductor shielding layer, the insulation shielding layer and the metal shielding layer. The specific structure is as follows:
1. Conductor shielding layer (inner shielding layer)
‌Material properties‌
It is composed of semi-conductive materials (such as semi-conductive cross-linked polyethylene or semi-conductive polymers), which are in direct contact with the conductor and maintain the same potential, and are used to uniform the electric field on the conductor surface and reduce local discharge.
‌Position and function‌
It is located between the conductor and the insulation layer, filling the gaps or burrs that may exist on the surface of the conductor to avoid insulation damage caused by electric field concentration.

Denna består av ett lager av tätt vävda trådar, vanligtvis gjord av förtennad koppar, som omger isoleringen.
Tejpsköld av aluminiumfolie:
Detta innebär ett tunt lager av aluminiumfolie, ofta laminerat till en polyester- eller polypropenfilm, som ger en nästan 100% täckning av isoleringen.
Halvledande skikt:
Dessa lager, ofta gjorda av halvledande polymerer, placeras mellan ledare och isolering, och mellan isoleringen och metallskölden. De hjälper till att jämnt fördela elektrisk stress och förhindra partiella urladdningar.
Syfte med skärmningsskikt:
Elektromagnetisk skärmning:
Den metalliska skölden fungerar som en Faraday-bur, reflekterar elektromagnetisk strålning och förhindrar störningar från externa källor och från själva kabeln som utstrålar brus.

Silikongummiisolering, förtennad kopparsköld, silicone rubber sheath and aluminum foil shield

2. Insulation shielding layer (outer shielding layer)
‌Material and structure‌
It also uses semi-conductive materials, covers the outer surface of the insulation layer, and has the same potential as the metal sheath or armor layer to prevent local discharge caused by poor contact between the insulation layer and the sheath.
‌Function‌
Optimize the electric field distribution on the surface of the insulation layer and suppress the spread of electromagnetic interference (Emi) outward.

3. Metall skärmande lager
‌Composition form‌
‌Metal tape/wire shielding‌: Commonly copper tape wrapping or tinned copper wire braiding, with a coverage rate of ≥85%;
‌Composite shielding structure‌: such as aluminum foil + braiding layer combination (aluminiumfolie förhindrar högfrekventa störningar, och flätskiktet förbättrar den mekaniska styrkan).
Ytterligare funktion
Den har både kortslutningsströmurladdning och jordningsskyddsfunktioner, speciellt i extruderade isolerade kablar utan metallmantel.

4. Andra skärmkonstruktioner (speciella scenarier)
Vissa högspänningskablar kommer att lägga till ett ‌halvledande buffertskikt‌ utanför det skärmande metallskiktet för att lindra skadan av mekanisk belastning på skärmskiktet.

Fördelarna med att använda skärmskikt för högspänningsledningar och högspänningskontakter.
Skärmskiktet av högspänningskablar är uppdelat i skärmande trådflätskikt och aluminiumfolieskikt. De konventionella skärmskiktsstrukturerna är:
① Endast skärmtrådsfläta
② Avskärmande trådfläta (nära det inre isoleringsskiktet) + lager av aluminiumfolie (nära det yttre isoleringsskiktet)
③ Tre stater: lager av aluminiumfolie (nära det inre isoleringsskiktet) + skärmtrådsflätningslager (nära det yttre isoleringsskiktet).

Naturligtvis, vissa högspänningsledare använder flätat nät, aluminiumrör, eller en kombination av de två för att direkt täcka det yttre lagret av kabeln för att ge EMC-skydd för ledarna.

Högspänningskablar vs. Lågspänningskablar Förstå skillnaderna

(1) Avskärmande trådfläta
Kärnan i skärmtrådsflätan är en tråd med ett metallflätskal, som fungerar som en lågfrekvent skärm. Den är huvudsakligen vävd av 0,2 mm eller 0,15 mm förtennad koppartråd, och dess vävtäthet måste nå mer än 90%.
Skärmtrådsdiameter, flätningsvinkel, antal trådar per spindel och flätmaskinens spänning är flera viktiga parametrar för att fläta skärmtråd.
Konventionell skärmtråd finns i två specifikationer: 0.2mm och 0,15 mm. Ju tjockare tråddiameter, desto bättre skärmningseffekt.
OEM-tillverkare och högspänningstrådstillverkare definierar i allmänhet vävningsvinkeln för skärmskiktet inom intervallet 50°~60°, och bearbetningseffektiviteten är högst i detta intervall.
Antalet skärmtrådar per spindel bestäms av varje ledartillverkare. Ju större antal skärmtrådar per spindel, desto större flätning, och den relativa spänningen blir motsvarande mindre.

(2) Lager av aluminiumfolie
Aluminiumfolie använder vanligtvis aluminium-plastkomposittejp, som huvudsakligen består av aluminium, högtemperaturkokslim och PET-material med en temperaturbeständighet på 80°C. Dess funktion är högfrekvent skärmning.
Beläggningskraften hos aluminiumfolien lindad runt det inre isoleringsskiktet på högspänningsledaren är förinställd av tillverkningsmaskinen, och dess specifika storlek varierar beroende på ledaren leverantör.
Aluminiumfolieskiktet hos de flesta högspänningsledare är placerat utanför det flätade skiktet, och ett litet antal högspänningsledare har aluminiumfolieskiktet placerat inuti det flätade skiktet. Hur som helst, aluminiumfolieskiktet ska vara i kontakt med och ledande till det flätade skiktet.
Skärmskiktet måste jordas för att styra externa störsignaler in i jorden, därigenom förhindrar störningssignaler att komma in i den inre kärnan.
Det bör noteras att skärmskiktet inte får jordas vid flera punkter eftersom det kommer att finnas potentiella skillnader vid olika jordningspunkter. Om skärmskiktet är jordat på flera punkter, en ström kommer att bildas i skärmskiktet, en ström kommer att induceras på tråden, och störningar kommer att induceras på signalledningen. Inte bara misslyckas den med att skydda, det orsakar faktiskt störningar.
När högspänningsledare lämnar fabriken, både aluminiumfolien och det flätade skärmskiktet är i obrutet tillstånd (som är, de är helt inlindade i isoleringsskiktet i ledaren). Arbetet med att bryta upp det avskärmande lagret (inklusive att klippa av aluminiumfolien och expandera skärmtråden) fylls i allmänhet i av leverantören av högspänningsledningsaggregat innan ledningarna och kontakterna ansluts och installeras.

(3) Magnetisk ring
Anslutningen mellan högspänningskabelstammen och högspänningskontakten kommer att få allvarliga EMC-störningar, så gränssnittet för varje högspänningskontakt måste skärmas. Till exempel, de främre och bakre motorgränssnitten är skärmade snäppringar som är krympta till elboxens styrskenor, och kontrollerna och batteriboxens kontakter använder strukturella delar med skärmningsfunktioner.
Det är en vanlig och effektiv praxis att generellt lägga till magnetiska ringar till högspänningsledningar och högspänningsutrustning.
Den magnetiska ringen är en ringformad magnetisk ledare. The magnetic ring is a commonly used anti-interference component in electronic circuits and has a good inhibitory effect on high-frequency noise.

Magnetic ring material
Depending on the frequency at which interference is to be suppressed, ferrite materials with different magnetic permeabilities are selected. The higher the magnetic permeability of the ferrite material, the greater the impedance at low frequencies, and the smaller the impedance of high-aluminum materials.

Högspänningstrådskyddsdesign för elektriska fordon Säkerhet och prestanda

Magnetic ring performance
The effect of the magnetic ring is related to the impedance of the circuit. The lower the impedance of the circuit, the better the filtering effect of the magnetic ring. The greater the impedance of the ferrite material, the better the filtering effect. När kapacitiva filteranslutningar är installerade i båda ändarna av ledningen, impedansen är mycket låg och effekten av den magnetiska ringen är mer uppenbar.
Installationspositionen för den magnetiska ringen är i allmänhet så nära störningskällan som möjligt. För högspänningsledningsnätet i högspänningssystemet, den magnetiska ringen ska vara så nära ingången och utloppet som möjligt på motorns och styrenhetens högspänningsledningar.
Ju större skillnaden är mellan den magnetiska ringens inner- och ytterdiameter och desto längre är den axiella riktningen, desto större impedans. Magnetringens innerdiameter måste lindas tätt runt tråden. Därför, för att få en stor dämpning, Försök att använda en större magnetisk ring under förutsättningen att den magnetiska ringens innerdiameter är tätt lindad runt tråden.
Att öka antalet magnetiska ringar på kabeln kan öka lågfrekvent impedans, men på grund av ökningen av parasitisk kapacitans, högfrekvensimpedansen kommer att minska i enlighet med detta.

Ovanstående handlar om klassificering och sammansättning av högspänningsledare, samt organisation och delning av sammansättningen av isoleringsskiktet och skärmskiktet av högspänningsledare. I nästa artikel, vi kommer att fortsätta att dela avskärmningsdesignen för högspänningsledningar och de viktigaste delarna - trådkärnan. Vi ser fram emot din uppmärksamhet och välkomnar din kommunikation.