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7. 2 导体屏蔽

根据相关的工业标准, 额定电压超过 2kV 的电缆就需要有导体屏蔽。 导体屏蔽, 也叫内屏蔽, 它的作用是在相对粗糙的绞合导体表面形成一层光滑层, 以减少在绝缘界面的电场集中。

充油电缆和挤包绝缘都有导体屏蔽层。 导体屏蔽的材料是半导电材料或者是高介电常数材料, 又称为应力控制材料。 这两种材料都能起到应力消减的作用。

纸绝缘电缆的导体屏蔽采用炭黑包带或者金属化纸带。

导体屏蔽材料最初是把半导电带螺旋形绕包在导体上。 现今的标准仍然允许在导体上包带, 这种工艺特别适用于大截面导体中压电缆, 可以在挤出半导电材料时扎紧绞线。 经验表明, 仅采用半导电包带是不够的, 因此, 电缆工业界改变了要求, 需要在导体上挤出导体屏蔽层。

现今, 对于挤包绝缘电缆, 导体屏蔽层作为半导电层与绝缘同时挤在导体上,成为应力消减层。 保持导体屏蔽和绝缘层界面上不能有微孔或杂质是至关重要的,原因是在这个区域的电场强度是电缆中最高的。

如今的半导电挤出层材料是洁净的 ( 最大限度地减少杂质), 挤出非常光滑和圆整。 这能极大地减少水树的形成。 水树在电场集中的不规则表面 ( 常常称为突

起) 产生。 把导体屏蔽和绝缘在挤出时同时交联, 这样就能组成牢固的黏结, 能尽可能减少在临界界面上微孔的形成。

考虑到兼容性, 导体屏蔽材料常常与绝缘材料相同或者相近。 在导体屏蔽中加入特殊的炭黑来保证一定的电导率。 电缆工业标准要求导体屏蔽材料的电阻率最大不应超过 1000Ω·m。 这些标准同时要求半导电材料通过一个在紧急运行温度下的长期电阻稳定性试验, 来确保导体屏蔽层的电导率以及电缆的长期寿命。 在本章参考文献 [1] 中规定了上述要求。

还有一个做法没有广泛应用。 它是把防水材料加入到导体屏蔽中来实现径向的防潮性能。 这种设计是在半导电材料包含一薄层的铝或者铅三明治复合层。 相同的复合层设计也可以用在绝缘屏蔽上。

没有一个确定的标准来描述挤出性屏蔽材料宣称的超光滑和超洁净等级。 在第

10 章提到, 采用制造商的商标或者品名来描述材料, 通常是不合适的。 超光滑和

超洁净只是当时描述与早期产品性能比较的一种宣传。 由于知名制造商的旧牌号材料不再用于中压电缆, 这仅是一个学术问题。 使用超光滑和超洁净宣传是由于在实验室评估中新材料对电缆性能有巨大的提高。

电力电缆的屏蔽中压电缆的绝缘屏蔽
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