Հզորության մալուխի պաշտպանիչ շերտերի կառուցվածքը և նյութերը

Հաղորդալարերի և մալուխների արտադրանքում օգտագործվող պաշտպանությունն ունի երկու բոլորովին տարբեր հասկացություններ՝ էլեկտրամագնիսական պաշտպանություն և էլեկտրական դաշտի պաշտպանություն: Էլեկտրամագնիսական պաշտպանությունը նախատեսված է բարձր հաճախականության ազդանշաններ փոխանցող մալուխների (օրինակ՝ ռադիոհաճախականության մալուխների և էլեկտրոնային մալուխների) կողմից արտաքին միջամտության առաջացումը կանխելու կամ արտաքին էլեկտրամագնիսական ալիքների կողմից թույլ հոսանքներ փոխանցող մալուխների (օրինակ՝ ազդանշանային կամ չափման մալուխների) միջամտությունը կանխելու, ինչպես նաև լարերի միջև խաչաձև շփումը նվազեցնելու համար: Էլեկտրական դաշտի պաշտպանությունը նախատեսված է միջին և բարձր լարման էլեկտրական մալուխների հաղորդչի մակերեսի կամ մեկուսացման մակերեսի վրա ուժեղ էլեկտրական դաշտը հավասարակշռելու համար:

1. Էլեկտրական դաշտի պաշտպանիչ շերտերի կառուցվածքը և պահանջները

Հզորության մալուխների պաշտպանությունը ներառում է հաղորդչի պաշտպանություն, մեկուսացման պաշտպանություն և մետաղական պաշտպանություն: Համապատասխան ստանդարտների համաձայն, 0.6/1 կՎ-ից բարձր անվանական լարման մալուխները պետք է ունենան մետաղական պաշտպանիչ շերտ, որը կարող է կիրառվել յուրաքանչյուր մեկուսացված միջուկի կամ բազմամիջուկային թելավոր մալուխի միջուկի վրա: XLPE մեկուսացված մալուխների համար, որոնց անվանական լարումը ոչ պակաս է 3.6/6 կՎ, և EPR բարակ մեկուսացված մալուխների համար, որոնց անվանական լարումը ոչ պակաս է 3.6/6 կՎ (կամ հաստ մեկուսացված մալուխների համար, որոնց անվանական լարումը ոչ պակաս է 6/10 կՎ), անհրաժեշտ են նաև ներքին և արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանիչ կառուցվածքներ:

(1) Հաղորդիչի պաշտպանություն և մեկուսացման պաշտպանություն

Հաղորդչի պաշտպանությունը (ներքին կիսահաղորդչային պաշտպանությունը) պետք է լինի ոչ մետաղական, բաղկացած լինի արտամղված կիսահաղորդչային նյութից կամ հաղորդչի շուրջը փաթաթված կիսահաղորդչային ժապավենից, որին հաջորդում է արտամղված կիսահաղորդչային շերտը։

Մեկուսացման պաշտպանությունը (արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանություն) ոչ մետաղական կիսահաղորդչային շերտ է, որը ուղղակիորեն արտամղվում է յուրաքանչյուր մեկուսացված միջուկի արտաքին մակերեսին, որը կարող է կամ ամուր կպչել մեկուսացմանը, կամ պոկվել դրանից: Արտամղված ներքին և արտաքին կիսահաղորդչային շերտերը պետք է ամուր կպչեն մեկուսացմանը՝ հարթ միջերեսներով, առանց ակնհայտ թելերի հետքերի և առանց սուր եզրերի, մասնիկների, այրվածքի հետքերի կամ քերծվածքների: Հնեցումից առաջ և հետո դիմադրությունը չպետք է գերազանցի 1000 Ω·մ-ը հաղորդչի պաշտպանիչ շերտի համար և 500 Ω·մ-ը՝ մեկուսացման պաշտպանիչ շերտի համար:

Ներքին և արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանիչ նյութերը պատրաստվում են համապատասխան մեկուսիչ նյութերը (օրինակ՝ խաչաձև կապված պոլիէթիլեն, էթիլեն-պրոպիլենային կաուչուկ և այլն) խառնելով ածխածնի սևի, հակաօքսիդանտների, էթիլեն-վինիլացետատի համապոլիմերի և այլ հավելանյութերի հետ։ Ածխածնի սևի մասնիկները պետք է միատարրորեն ցրված լինեն պոլիմերի մեջ՝ առանց ագլոմերացիայի կամ վատ ցրման։

Ներքին և արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանիչ շերտերի հաստությունը մեծանում է լարման մակարդակի հետ մեկտեղ: Քանի որ մեկուսացման շերտի էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը ներսում ավելի բարձր է և դրսում ավելի ցածր, կիսահաղորդչային պաշտպանիչ շերտերի հաստությունը նույնպես պետք է ավելի մեծ լինի ներսից, քան դրսից: Անցյալում արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանիչը պատրաստված էր մի փոքր ավելի հաստ, քան ներքինը՝ վատ կախվածության վերահսկման կամ չափազանց կոշտ պղնձե ժապավենների պատճառով առաջացած ծակոցներից խուսափելու համար: Այժմ, կախվածության ավտոմատ առցանց մոնիթորինգի և թրծված փափուկ պղնձե ժապավենների շնորհիվ, ներքին կիսահաղորդչային պաշտպանիչ շերտը պետք է պատրաստված լինի մի փոքր ավելի հաստ կամ հավասար արտաքին շերտին: 6–10–35 կՎ մալուխների համար ներքին շերտի հաստությունը սովորաբար 0.5–0.6–0.8 մմ է:

(2) Մետաղական պաշտպանություն

0.6/1 կՎ-ից բարձր անվանական լարման մալուխները պետք է ունենան մետաղական պաշտպանիչ շերտ: Մետաղական պաշտպանիչ շերտը պետք է կիրառվի յուրաքանչյուր մեկուսացված միջուկի կամ մալուխի միջուկի վրա: Մետաղական պաշտպանիչը պետք է բաղկացած լինի մեկ կամ մի քանի մետաղական ժապավեններից, մետաղական հյուսերից, մետաղական լարերի համակենտրոն շերտերից կամ մետաղական լարերի և մետաղական ժապավենների համադրությունից:

Եվրոպայում և այլ զարգացած երկրներում, դիմադրությամբ հիմնավորված կրկնակի միացման համակարգերի օգտագործման պատճառով, որոնք ունեն ավելի բարձր կարճ միացման հոսանքներ, լայնորեն օգտագործվում է պղնձե մետաղալարերի պաշտպանությունը: Որոշ արտադրողներ պղնձե մետաղալարերը ներդնում են բաժանիչ կամ արտաքին թաղանթի մեջ՝ մալուխի տրամագիծը նվազեցնելու համար: Չինաստանում, բացառությամբ դիմադրությունով հիմնավորված կրկնակի միացման համակարգեր օգտագործող որոշ հիմնական նախագծերի, համակարգերի մեծ մասն օգտագործում է աղեղային ճնշման կծիկով հիմնավորված միաշղթա սնուցման աղբյուրներ, որոնք նվազագույնի են հասցնում կարճ միացման հոսանքը, ուստի կարող է օգտագործվել պղնձե ժապավենի պաշտպանություն: Մալուխային գործարանները ձեռք բերված կոշտ պղնձե ժապավենները մշակում են կտրելով և թրծելով՝ որոշակի երկարացման և ձգման ամրության հասնելու համար (չափազանց կոշտը կքերծի մեկուսացման պաշտպանիչ շերտը, չափազանց փափուկը կկնճռոտի): Փափուկ պղնձե ժապավենները պետք է համապատասխանեն GB/T11091-2005 մալուխների համար նախատեսված պղնձե ժապավենի պահանջներին:

Պղնձե ժապավենի պաշտպանությունը պետք է բաղկացած լինի վերադրված փափուկ պղնձե ժապավենի մեկ շերտից կամ պարուրաձև փաթաթված փափուկ պղնձե ժապավենի երկու շերտից՝ ճեղքերով: Պղնձե ժապավենի միջին վերադրման մակարդակը պետք է լինի դրա լայնության 15%-ը (նոմինալ արժեք), իսկ նվազագույն վերադրման մակարդակը չպետք է լինի 5%-ից պակաս: Պղնձե ժապավենի անվանական հաստությունը պետք է լինի առնվազն 0.12 մմ՝ միամիջուկ մալուխների համար և առնվազն 0.10 մմ՝ բազմամիջուկ մալուխների համար: Պղնձե ժապավենի նվազագույն հաստությունը չպետք է լինի անվանական արժեքի 90%-ից պակաս: Կախված մեկուսացման պաշտպանության արտաքին տրամագծից (≤25 մմ կամ >25 մմ), պղնձե ժապավենի լայնությունը սովորաբար 30-35 մմ է:

Պղնձե մետաղալարի պաշտպանությունը պատրաստված է պարուրաձև փաթաթված փափուկ պղնձե մետաղալարերից, որոնք ամրացված են պղնձե մետաղալարերի կամ պղնձե ժապավենների հակապարուրաձև փաթաթանով: Դրա դիմադրությունը պետք է համապատասխանի GB/T3956-2008 «Կաբելների հաղորդիչներ» չափանիշի պահանջներին, իսկ անվանական լայնական հատույթի մակերեսը պետք է որոշվի՝ հիմնվելով խափանման հոսանքի հզորության վրա: Պղնձե մետաղալարի պաշտպանությունը կարող է կիրառվել եռամիջուկ մալուխների ներքին թաղանթի վրա կամ անմիջապես մեկուսացման, արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանիչ շերտի կամ միամիջուկ մալուխների համապատասխան ներքին թաղանթի վրա: Հարակից պղնձե մետաղալարերի միջև միջին բացը չպետք է գերազանցի 4 մմ-ը: Միջին բացը G-ն հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.

որտեղ՝
D – պղնձե մետաղալարի պաշտպանիչ շերտի տակ գտնվող մալուխի միջուկի տրամագիծը, մմ-ով;
d – պղնձե մետաղալարի տրամագիծը, մմ-ով;
n – պղնձե լարերի քանակը։

2. Պաշտպանիչ շերտերի դերը և դրանց կապը լարման մակարդակների հետ

(1) Ներքին և արտաքին կիսահաղորդչային պաշտպանության դերը
Մալուխային հաղորդիչները սովորաբար խտացվում են բազմաշերտ լարերից: Մեկուսացման արտանետման ժամանակ հաղորդչի մակերեսի և մեկուսացման շերտի միջև կարող են առաջանալ ճեղքեր, փոսիկներ և այլ մակերեսային անհարթություններ, որոնք առաջացնում են էլեկտրական դաշտի կենտրոնացում, ինչը հանգեցնում է տեղային օդային ճեղքի լիցքաթափման և ծառաձև լիցքաթափման, ինչպես նաև նվազեցնում է դիէլեկտրիկ աշխատանքը: Հաղորդչի մակերեսի վրա կիսահաղորդչային նյութի շերտ (հաղորդչի պաշտպանություն) արտանետելով՝ այն ապահովում է մեկուսացման հետ ամուր շփում: Քանի որ կիսահաղորդչային շերտը և հաղորդիչը նույն պոտենցիալի վրա են, նույնիսկ եթե դրանց միջև կան ճեղքեր, էլեկտրական դաշտի ազդեցություն չի լինի, այդպիսով կանխելով մասնակի լիցքաթափումները:

Նմանապես, արտաքին մեկուսացման մակերեսի և մետաղական թաղանթի (կամ մետաղական վահանի) միջև կան ճեղքեր, և որքան բարձր է լարման մակարդակը, այնքան ավելի հավանական է, որ օդային ճեղքի լիցքաթափում տեղի կունենա։ Արտաքին մեկուսացման մակերեսի վրա կիսահաղորդչային շերտ (մեկուսացման վահան) արտամղելով՝ մետաղական թաղանթի հետ ձևավորվում է արտաքին համարժեք պոտենցիալային մակերես, որը վերացնում է ճեղքերում առկա էլեկտրական դաշտերը և կանխում մասնակի լիցքաթափումները։

(2) Մետաղական պաշտպանության դերը

Մետաղական պաշտպանիչ ծածկույթի գործառույթներն են՝ նորմալ պայմաններում ունակային հոսանքի անցկացումը, խափանումների ժամանակ կարճ միացման հոսանքի ուղու դեր կատարելը, էլեկտրական դաշտը մեկուսացման մեջ սահմանափակելը (նվազեցնելով արտաքին էլեկտրամագնիսական միջամտությունը) և միատարր շառավղային էլեկտրական դաշտի ապահովումը, եռաֆազ չորսլարային համակարգերում չեզոք գծի դեր կատարելը՝ անհավասարակշիռ հոսանքը անցկացնելու համար, և ճառագայթային ջրաարգելափակման դեմ պաշտպանություն ապահովելը։