Thành phần của lớp che chắn cáp điện áp cao

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.

This consists of a layer of tightly woven wires, typically made of tinned copper, that surrounds the insulation.
Aluminum Foil Tape Shield:
This involves a thin layer of aluminum foil, often laminated to a polyester or polypropylene film, that provides a nearly 100% coverage of the insulation.
Semi-conducting Layers:
These layers, often made of semiconducting polymers, are placed between the conductor and insulation, and between the insulation and metallic shield. They help to evenly distribute electric stress and prevent partial discharges.
Purpose of Shielding Layers:
Electromagnetic Shielding:
The metallic shield acts as a Faraday cage, reflecting electromagnetic radiation and preventing interference from external sources and from the cable itself radiating noise.

Silicone rubber insulation, tinned copper shield, vỏ cao su silicone và lá chắn nhôm

2. Lớp che chắn cách nhiệt (lớp che chắn bên ngoài)
‌Vật liệu và kết cấu‌
Nó cũng sử dụng vật liệu bán dẫn, bao phủ bề mặt bên ngoài của lớp cách nhiệt, và có điện thế tương tự như lớp vỏ kim loại hoặc lớp giáp để ngăn chặn sự phóng điện cục bộ do tiếp xúc kém giữa lớp cách nhiệt và vỏ bọc..
chức năng
Tối ưu hóa sự phân bố điện trường trên bề mặt lớp cách nhiệt và ngăn chặn sự lan truyền của nhiễu điện từ (Emi) hướng ngoại.

3. Lớp bảo vệ kim loại
‌Hình thức sáng tác‌
‌Băng kim loại/che chắn dây‌: Thông thường quấn băng đồng hoặc bện dây đồng đóng hộp, với tỷ lệ bao phủ ≥85%;
‌Cấu trúc che chắn tổng hợp‌: chẳng hạn như lá nhôm + kết hợp lớp bện (lá nhôm ngăn ngừa nhiễu tần số cao, và lớp bện tăng cường độ bền cơ học).
‌Chức năng bổ sung‌
Nó có cả chức năng xả dòng ngắn mạch và bảo vệ nối đất, đặc biệt là trong cáp cách điện ép đùn không có vỏ bọc kim loại.

4. Thiết kế che chắn khác (kịch bản đặc biệt)
Một số cáp điện áp cao sẽ thêm một ‌lớp đệm bán dẫn‌ bên ngoài lớp che chắn kim loại để giảm bớt thiệt hại do ứng suất cơ học gây ra đối với lớp che chắn.

Lợi ích của việc sử dụng các lớp che chắn cho bộ dây điện cao thế và đầu nối cao áp.
Lớp bảo vệ của cáp cao thế được chia thành lớp bện dây bảo vệ và lớp lá nhôm. Cấu trúc lớp che chắn thông thường là:
① Chỉ bện dây bảo vệ
② Dây bện bảo vệ (gần lớp cách nhiệt bên trong) + lớp lá nhôm (gần lớp cách nhiệt bên ngoài)
③ Ba trạng thái: lớp lá nhôm (gần lớp cách nhiệt bên trong) + lớp bện dây bảo vệ (gần lớp cách nhiệt bên ngoài).

Tất nhiên rồi, một số dây dẫn điện cao thế sử dụng lưới bện, ống nhôm, hoặc kết hợp cả hai để che trực tiếp lớp ngoài của cáp nhằm bảo vệ EMC cho dây dẫn.

Cáp cao thế vs. Cáp điện áp thấp Tìm hiểu sự khác biệt

(1) Dây bện bảo vệ
Bản chất của dây bện che chắn là dây có vỏ bện bằng kim loại, có chức năng như một lá chắn tần số thấp. Nó chủ yếu được dệt từ dây đồng đóng hộp 0,2mm hoặc 0,15mm, và mật độ dệt của nó phải đạt hơn 90%.
Đường kính dây bảo vệ, góc bện, số lượng dây trên mỗi trục chính và độ căng của máy bện là một số thông số quan trọng để bện dây bảo vệ.
Dây che chắn thông thường có hai thông số kỹ thuật: 0.2mm và 0,15mm. Đường kính dây càng dày, hiệu quả che chắn càng tốt.
Các OEM và nhà sản xuất dây điện cao thế thường xác định góc dệt của lớp che chắn trong phạm vi 50°~60°, và hiệu quả xử lý là cao nhất trong phạm vi này.
Số lượng dây bảo vệ trên mỗi trục được xác định bởi từng nhà sản xuất dây dẫn. Số lượng dây che chắn trên mỗi trục càng lớn, bước bện càng lớn, và lực căng tương đối sẽ nhỏ hơn tương ứng.

(2) Lớp lá nhôm
Lá nhôm thường sử dụng băng composite nhôm-nhựa, chủ yếu bao gồm nhôm, keo luyện cốc nhiệt độ cao và vật liệu PET có khả năng chịu nhiệt độ 80 ° C. Chức năng của nó là che chắn tần số cao.
Lực phủ của lá nhôm quấn quanh lớp cách điện bên trong của dây dẫn cao áp được máy sản xuất cài đặt trước, và kích thước cụ thể của nó thay đổi tùy theo nhà cung cấp dây dẫn.
Lớp lá nhôm của hầu hết dây dẫn điện cao thế đều nằm bên ngoài lớp bện, và một số ít dây dẫn điện cao thế có lớp lá nhôm nằm bên trong lớp bện. Dù bằng cách nào, lớp lá nhôm phải tiếp xúc và dẫn điện với lớp bện.
Lớp che chắn cần được nối đất để dẫn tín hiệu nhiễu bên ngoài vào đất, từ đó ngăn chặn tín hiệu nhiễu đi vào lõi bên trong.
It should be noted that the shielding layer is not allowed to be grounded at multiple points because there will be potential differences at different grounding points. If the shielding layer is grounded at multiple points, a current will be formed in the shielding layer, a current will be induced on the wire, and interference will be induced on the signal line. Not only does it fail to shield, it actually causes interference.
When high-voltage conductors leave the factory, both the aluminum foil and the braided shielding layer are in an unbroken state (đó là, they are completely wrapped in the insulation layer within the conductor). The work of breaking up the shielding layer (including cutting off the aluminum foil and expanding the shielding wire) thường được hoàn thiện bởi nhà cung cấp cụm dây điện cao thế trước khi dây và đầu nối được kết nối và lắp đặt.

(3) Vòng từ
Kết nối giữa bộ dây điện cao áp và đầu nối điện áp cao sẽ bị nhiễu EMC nghiêm trọng, vì vậy giao diện của mỗi đầu nối điện áp cao cần được che chắn. Ví dụ, Giao diện động cơ phía trước và phía sau là các vòng khóa được che chắn được kẹp vào ray dẫn hướng hộp điện, và các đầu nối bộ điều khiển và hộp pin sử dụng các bộ phận kết cấu có chức năng che chắn.
Thông thường và hiệu quả là thêm các vòng từ vào bộ dây điện cao thế và thiết bị điện áp cao..
Vòng từ là dây dẫn từ hình vòng. Vòng từ là thành phần chống nhiễu được sử dụng phổ biến trong các mạch điện tử và có tác dụng ức chế tốt nhiễu tần số cao.

Chất liệu vòng từ
Tùy thuộc vào tần số cần triệt tiêu nhiễu, chọn vật liệu ferit có độ thấm từ khác nhau. Độ thấm từ của vật liệu ferit càng cao, trở kháng ở tần số thấp càng lớn, và trở kháng của vật liệu nhôm cao càng nhỏ.

Thiết kế bảo vệ dây điện áp cao cho an toàn và hiệu suất của xe điện

Hiệu suất vòng từ
Tác dụng của vòng từ có liên quan đến trở kháng của mạch. Trở kháng của mạch càng nhỏ, hiệu quả lọc của vòng từ càng tốt. Trở kháng của vật liệu ferit càng lớn, hiệu quả lọc càng tốt. Khi lắp đầu nối bộ lọc điện dung ở cả hai đầu dây, trở kháng rất thấp và tác dụng của vòng từ rõ ràng hơn.
Vị trí lắp đặt của vòng từ thường càng gần nguồn nhiễu càng tốt. Đối với bộ dây điện cao thế của hệ thống điện áp cao, vòng từ phải càng gần đầu vào và đầu ra của dây điện cao thế của động cơ và bộ điều khiển càng tốt.
Sự chênh lệch giữa đường kính trong và ngoài của vòng từ càng lớn và hướng trục càng dài, trở kháng càng lớn. Đường kính trong của vòng từ phải được quấn chặt quanh dây. Vì thế, để đạt được độ suy giảm lớn, cố gắng sử dụng vòng từ lớn hơn với lý do đường kính trong của vòng từ được quấn chặt quanh dây.
Việc tăng số vòng từ trên cáp có thể làm tăng trở kháng tần số thấp, nhưng do sự gia tăng điện dung ký sinh, trở kháng tần số cao sẽ giảm tương ứng.

Trên đây là về phân loại và cấu tạo của dây dẫn cao áp, cũng như việc tổ chức, chia sẻ thành phần của lớp cách điện và lớp che chắn của dây dẫn cao áp. Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục chia sẻ về thiết kế khử nhiễu của dây điện cao thế và bộ phận quan trọng nhất - lõi dây. Chúng tôi rất mong nhận được sự quan tâm của bạn và hoan nghênh sự liên lạc của bạn.