作者探討和介紹了中壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|金屬屏蔽結(jié)構(gòu)的形式和工藝特點(diǎn)，為金屬屏蔽截面的確定和金屬屏蔽截面的計(jì)算提供方法,，并列出了實(shí)例參考,。

中壓電力電纜采用單芯結(jié)構(gòu)，有助于增加電纜的載流量,，提升系統(tǒng)負(fù)荷,，并能夠減少電纜絕緣故障時(shí)發(fā)生相間短路，同時(shí)也減輕了單根電纜的重量,，增加了裝盤(pán)長(zhǎng)度,，方便運(yùn)輸和施工，大幅減少了線(xiàn)路的接頭數(shù)量,，變?nèi)嘟宇^為單相接頭,，使接頭密封更簡(jiǎn)單可靠。但設(shè)計(jì)時(shí)容易忽視正確選擇和確定中壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|的金屬屏蔽的結(jié)構(gòu)和截面,，造成電力系統(tǒng)嚴(yán)重運(yùn)行事故的隱患,。

1 金屬屏蔽的結(jié)構(gòu)

金屬屏蔽層作為中壓電力電纜的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)，在電纜正常運(yùn)行情況下會(huì)通過(guò)電容電流,，短路時(shí)又作為短路電流的通路,；同時(shí)將電纜通電時(shí)產(chǎn)出的電磁場(chǎng)屏蔽在絕緣線(xiàn)芯內(nèi)，減少對(duì)外界的電磁干擾,。

銅帶屏蔽由一層重疊繞包的軟銅帶組成,，也可采用雙層銅帶間隙繞包，單芯電纜屏蔽用銅帶的標(biāo)稱(chēng)厚度不小于0.12mm,。銅絲屏蔽由疏繞的軟銅線(xiàn)組成,，其表面采用反向繞包的銅絲或銅帶扎緊。相鄰銅絲的平均間隙應(yīng)不大于4mm,。

2 金屬屏蔽結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn)

在整根電纜的制造過(guò)程中,，金屬屏蔽工序并不復(fù)雜，但其與絕緣線(xiàn)芯直接接觸,，對(duì)細(xì)節(jié)問(wèn)題不加注意就容易使金屬屏蔽喪失功能,，嚴(yán)重還會(huì)造成電纜質(zhì)量問(wèn)題,。

2.1 銅帶繞包屏蔽工藝特點(diǎn)

銅帶繞包屏蔽是傳統(tǒng)的屏蔽工藝，也以單層重疊搭蓋繞包的方式居多,。采用這種方式的電力電纜具有外徑較小,、重量較輕、成本較低的優(yōu)點(diǎn),。

要求使用的銅帶為退火軟銅帶,，銅帶不允許有破裂、卷邊等缺陷,。繞包時(shí)要調(diào)節(jié)合適包帶的張力，且收線(xiàn)盤(pán)要用泡沫珍珠棉襯墊,，避免線(xiàn)芯扎傷,。

銅帶的繞包應(yīng)緊密平整，不得有氧化,、卷曲,、隆起、銅帶裂紋,、打皺和露出里面半導(dǎo)電層的現(xiàn)象,。

銅帶的接頭嚴(yán)禁采用膠帶搭接或錫焊的方式，必須使用電焊,，且搭蓋長(zhǎng)度不小于20mm,，焊接應(yīng)平整牢固，接頭處應(yīng)用砂紙進(jìn)行打平拋光,。

但屏蔽用軟銅帶多采用回收銅,，其電性能難以滿(mǎn)足GB/T 11091-2005標(biāo)準(zhǔn)的要求。采用這種方式的電纜在投入運(yùn)行后,，銅帶接觸面容易被氧化,，且由于彎曲和冷熱變形銅帶接觸面減小，造成接觸電阻增加,，也容易使銅帶起拱嵌入絕緣屏蔽層而損傷線(xiàn)芯,。

2.2 銅絲與銅帶疏繞屏蔽工藝特點(diǎn)

銅絲與銅帶疏繞屏蔽方式能夠從結(jié)構(gòu)上改善銅帶繞包屏蔽方式的弊端，它既沒(méi)有銅帶搭蓋產(chǎn)生的氧化層,，也沒(méi)有很強(qiáng)的彎曲和冷熱變形,，疏繞的銅帶更不容易起拱嵌入絕緣屏蔽層。

但采用這種方式生產(chǎn)的電纜外徑較大,、重量較重,、成本較高。尤其是疏繞的銅絲很容易在生產(chǎn)和使用中勒進(jìn)絕緣屏蔽層,，影響絕緣線(xiàn)芯外觀(guān),，造成電纜局部放電量增大甚至超標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電纜擊穿。

為了避免銅絲疏繞對(duì)絕緣線(xiàn)芯的損傷,，設(shè)計(jì)時(shí)可以采用兩種方法：一是在絕緣線(xiàn)芯外繞包1～2層厚度約為0.2mm的半導(dǎo)電尼龍帶,，二是在三層共擠工序增加絕緣屏蔽層厚度，將厚度由通常的0.6mm增加到1.0～1.2mm,。

3 金屬屏蔽的截面確定

金屬屏蔽的截面直接影響電纜承受故障時(shí)短路電流的能力,，若截面積太小，當(dāng)短路電流通過(guò)時(shí)將產(chǎn)生過(guò)熱或燒斷,，并損壞絕緣,。因此，需要根據(jù)故障電流容量確定金屬屏蔽的截面,。

通過(guò)IEC 60949絕熱狀態(tài)下短路電流計(jì)算公式：

在未獲得短路電流的情況下,，可參照表1（DIN-VDE0276屏蔽層的最小截面積，單位mm2）選擇金屬屏蔽截面進(jìn)行設(shè)計(jì),。

表1

4 不同結(jié)構(gòu)金屬屏蔽截面的計(jì)算

4.1 銅帶繞包屏蔽截面的計(jì)算

銅帶繞包屏蔽的截面有兩種計(jì)算方法,，具體如下：

4.2 銅絲與銅帶疏繞屏蔽截面的計(jì)算

5 實(shí)例

某系統(tǒng)的3s短路電流為1kA，采用額定電壓為26/35kV單芯95mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜,。由式（2）計(jì)算出所需的金屬屏蔽最小截面為12.1mm2,。

當(dāng)采用標(biāo)稱(chēng)厚度為0.12mm、寬度為40mm的單層重疊繞包方式,，重疊率不小于15%,，其計(jì)算截面按式（3）計(jì)算為4.8mm2，按式（4）計(jì)算為7.9mm2,。因此,，使用單層重疊繞包的銅帶屏蔽無(wú)法滿(mǎn)足短路電流對(duì)屏蔽截面的要求，故改用銅絲與銅帶疏繞屏蔽方式,，通過(guò)計(jì)算可得出,，使用33根直徑為0.7mm的銅絲疏繞可滿(mǎn)足短路電流對(duì)金屬屏蔽截面的要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在許多標(biāo)書(shū)中要求電纜企業(yè)根據(jù)敷設(shè)條件和短路電流設(shè)計(jì)屏蔽結(jié)構(gòu),、確定屏蔽截面,，因此對(duì)中壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮金屬屏蔽承載短路電流的能力，通過(guò)計(jì)算和選型,，為用戶(hù)提供合格放心的產(chǎn)品,。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“中壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|金屬屏蔽結(jié)構(gòu)的選擇”,，作者為黃海,。