ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการป้องกันสายเคเบิล: ประเภท ฟังก์ชัน และความสำคัญ

สายเคเบิลป้องกันมีการป้องกันสองคำ ตามชื่อที่แนะนำคือสายส่งที่มีความต้านทานการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกที่เกิดจากชั้นป้องกัน สิ่งที่เรียกว่า "การป้องกัน" บนโครงสร้างสายเคเบิลยังเป็นมาตรการในการปรับปรุงการกระจายตัวของสนามไฟฟ้าอีกด้วย ตัวนำของสายเคเบิลประกอบด้วยลวดหลายเส้นซึ่งง่ายต่อการสร้างช่องว่างอากาศระหว่างมันกับชั้นฉนวน และพื้นผิวตัวนำไม่เรียบซึ่งจะทำให้เกิดความเข้มข้นของสนามไฟฟ้า

1. ชั้นป้องกันสายเคเบิล
(1) เพิ่มชั้นป้องกันของวัสดุกึ่งตัวนำบนพื้นผิวของตัวนำ ซึ่งมีศักย์เท่ากันกับตัวนำที่มีฉนวนหุ้มและสัมผัสกับชั้นฉนวนได้ดี เพื่อหลีกเลี่ยงการคายประจุบางส่วนระหว่างตัวนำและชั้นฉนวน ชั้นป้องกันนี้เรียกอีกอย่างว่าชั้นป้องกันภายใน อาจมีช่องว่างในการสัมผัสระหว่างพื้นผิวฉนวนกับเปลือก และเมื่อสายเคเบิลโค้งงอ พื้นผิวฉนวนสายเคเบิลกระดาษน้ำมันจะทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ง่าย ซึ่งเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดการคายประจุบางส่วน
(2). เพิ่มชั้นป้องกันของวัสดุกึ่งตัวนำบนพื้นผิวของชั้นฉนวนซึ่งมีการสัมผัสที่ดีกับชั้นฉนวนที่มีการป้องกันและมีศักยภาพเท่ากันกับปลอกโลหะ เพื่อหลีกเลี่ยงการปล่อยบางส่วนระหว่างชั้นฉนวนและปลอก

เพื่อที่จะนำแกนกลางอย่างสม่ำเสมอและเป็นฉนวนสนามไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วสายไฟแรงดันปานกลางและสูงขนาด 6kV ขึ้นไปจะมีชั้นชีลด์ตัวนำและชั้นชีลด์ฉนวน และสายเคเบิลแรงดันต่ำบางสายจะไม่มีชั้นชีลด์ ชั้นชีลด์มีสองประเภท: ชีลด์กึ่งสื่อกระแสไฟฟ้าและชีลด์โลหะ

2. สายเคเบิลหุ้มฉนวน
ชั้นป้องกันของสายเคเบิลนี้ส่วนใหญ่จะถักเป็นเครือข่ายที่ทำด้วยลวดโลหะหรือฟิล์มโลหะ และมีวิธีการป้องกันแบบเดี่ยวและแบบหลายแบบที่แตกต่างกัน ชีลด์เดี่ยวหมายถึงตาข่ายชีลด์เดี่ยวหรือฟิล์มชีลด์ ซึ่งสามารถพันสายไฟได้ตั้งแต่หนึ่งเส้นขึ้นไป โหมดการป้องกันหลายแบบคือเครือข่ายการป้องกันหลายแบบ และฟิล์มป้องกันจะอยู่ในสายเคเบิลเส้นเดียว บางชนิดใช้เพื่อแยกสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างสายไฟ และบางชนิดเป็นแบบป้องกันสองชั้นที่ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการป้องกัน กลไกการป้องกันคือการกราวด์ชั้นป้องกันเพื่อแยกแรงดันไฟฟ้ารบกวนที่เกิดจากสายภายนอก

(1) การป้องกันกึ่งตัวนำ
โดยปกติแล้วชั้นชีลด์กึ่งตัวนำจะถูกจัดเรียงบนพื้นผิวด้านนอกของแกนลวดนำไฟฟ้าและพื้นผิวด้านนอกของชั้นฉนวน ซึ่งเรียกว่าชั้นชีลด์กึ่งนำไฟฟ้าด้านในและชั้นชีลด์กึ่งนำไฟฟ้าด้านนอกตามลำดับ ชั้นป้องกันกึ่งตัวนำประกอบด้วยวัสดุกึ่งนำไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่ำมากและมีความหนาบาง ชั้นป้องกันกึ่งตัวนำด้านในได้รับการออกแบบเพื่อให้สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอบนพื้นผิวด้านนอกของแกนตัวนำ และหลีกเลี่ยงการคายประจุของตัวนำและฉนวนบางส่วนเนื่องจากพื้นผิวไม่เรียบของตัวนำและช่องว่างอากาศที่เกิดจากแกนตีเกลียว ชั้นป้องกันกึ่งนำไฟฟ้าด้านนอกสัมผัสกับพื้นผิวด้านนอกของชั้นฉนวนได้ดี และมีศักย์เท่ากันกับปลอกโลหะเพื่อหลีกเลี่ยงการคายประจุบางส่วนจากปลอกโลหะเนื่องจากข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกบนพื้นผิวฉนวนสายเคเบิล

(2) การป้องกันโลหะ
สำหรับสายไฟแรงดันปานกลางและต่ำที่ไม่มีแจ็คเก็ตโลหะ ควรเพิ่มชั้นชีลด์โลหะนอกเหนือจากชั้นชีลด์กึ่งตัวนำ โดยทั่วไปแล้วชั้นเกราะโลหะจะถูกห่อด้วยเทปทองแดงหรือลวดทองแดงซึ่งส่วนใหญ่ทำหน้าที่ป้องกันสนามไฟฟ้า

เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายไฟมีขนาดค่อนข้างใหญ่ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นรอบๆ กระแสไฟฟ้า เพื่อไม่ให้ส่งผลกระทบต่อส่วนประกอบอื่นๆ ดังนั้นชั้นป้องกันจึงสามารถป้องกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในสายเคเบิลได้ นอกจากนี้ชั้นป้องกันสายเคเบิลยังมีบทบาทบางอย่างในการป้องกันสายดิน หากแกนสายเคเบิลเสียหาย กระแสไฟฟ้าที่รั่วไหลอาจไหลไปตามการไหลของลามินาร์ของชีลด์ เช่น เครือข่ายกราวด์ เพื่อมีบทบาทในการป้องกันความปลอดภัย จะเห็นได้ว่าบทบาทของชั้นชีลด์สายเคเบิลยังคงมีขนาดใหญ่มาก