铜带屏蔽工艺基础知识 .pdfVIP

铜带屏蔽工艺基础知识

一、金属屏蔽结构的基本原理

额定电压U为1kV及以上时应有金属屏蔽层。金属屏蔽有铜丝屏蔽和铜带屏蔽两种结构。额定电压U为

00

2

21kV以上且导体标称截面为500mm以上电缆的金属屏蔽层应采用铜丝屏蔽结构。铜丝屏蔽由疏绕的软铜丝组成，

其表面应用反向铜丝或铜带扎紧，其厚度可据故障电流选取。除此之外，一般的金属屏蔽层为不小于0.10mm厚的

软铜带重叠绕包组成。对于三芯电缆，金属屏蔽层可统包或分相绕包。一般35kV级的电缆应分相包覆金属屏蔽层，

以实现“分相”屏蔽达到电场径向分布的目的，属径向型电场电缆，其电场分布图1。

分相屏蔽型电缆具有两个重要的优点：其一是，电缆线芯周围电场均匀，没有绝缘表面的切向应力，绝缘性能

较好，适用于电压等级较高的电缆，其二是单相故障不易转化不相间故障，便于维修。

金属屏蔽层主要为静电屏蔽。电缆敷设时通过金属屏蔽层接地使其电位为零。在单芯或分相屏蔽电缆绝缘内

的电场径向分布，消除了切向分量。可防止绝缘表面产生滑闪放电。金属屏蔽层亦可做为部分短路电流的回路。

因此，金属屏蔽层的作用可以归结为以下几点：

1、加强限制电场在绝缘层内的作用，使电场方向与绝缘半径方向一致（即径向），金属屏蔽带接地，电场终止

在金属带上，金属带外不再有电场；

2、在三相四线制中，它可以作为中心线承担不平衡电流。

3、防止沿轴向产生表面放电。

4、电站保护系统需要外导体屏蔽。绕包铜带屏蔽层具有优异的防雷特性。

5、正常情况下流过电容电流，短路时金属带可以作为短路故障电流回路。

电缆在没有良好接地的环境中，由于半导电具有一定的电阻系数（ρ≤10Ω·cm），在电缆轴向可能引起电

位分布不均匀，造成电缆沿面放电。图2的等值电路说明了电缆沿轴向表面电位μ的分布与变化。

如图2所示，当电缆沿轴向在A、B两点接地（或A、B两点间接地不良）时，其分布电容电流i0在两接

地点的中间形成高电位区，而越靠近两接地端的电压降越大，因而在两接地端附近将形成高场强，引起电晕，导致

轴向放电，这是实际运行是经常发生的现象。

二、金属屏蔽的基本要求

按国标GB/T12706.2.3-2002的要求，对金属屏蔽作了如下规定：

1、额定电压1.8/3kV有以上的电缆应有金属屏蔽层，金属屏蔽有铜丝屏蔽、金属丝编织屏蔽和铜带屏蔽等结

构型式。

2、铜丝屏蔽由疏绕的软铜线组成，其表面应有反向绕包的铜丝或铜带扎紧，相邻铜丝的平均间隙不大于4mm，

任何两根相邻铜丝间隙不大于8mm，铜丝屏蔽的标称截面可根据故障电流容量要求选用。

3、铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成，也可用双层铜带间隙绕包，铜带间的平均搭盖率应不小于15%（标

称值），其最小搭盖率应不小于5%。铜带标称厚度应按下列要求选用：

单芯电缆：≥0.12mm；

三芯电缆：≥0.10mm。

2

铜带的最小厚度应不小于标称值的90%。

2

4、额定电压21kV且导体标称截面为500mm以上的电缆的金属屏蔽应采用铜丝屏蔽结构。

三、金属屏蔽带为何不能断裂

在屏蔽铜带一端接地的电缆中，当屏蔽铜带断裂时，非接地一端的铜带成为非接地状态，该铜带上将感应出高

电压，其值为：

式中：C1--电缆芯与非接地一端铜带间的电容；

C2--非接地一端铜带对地电容。

这个高电压若导致断裂部位发生放电，往往引起绝缘破坏。断裂部位放电的示意图如图3所示。

屏蔽铜带断裂的特征是：

（1）单芯电缆比三芯电缆的事故多。

（2）从投运到破坏的时间，从数周到数年不等。

（3）断裂部位的导体电阻增大到数千欧，不能保护非接地侧电缆的对地闪络。

（4）断裂部位放电时冒火、冒烟，严重时可能引起火灾。

四、铜带屏蔽工序生产要求及质量控制

★中压交联电缆在进行金属屏蔽时，应注意以下几点：

（1）、单芯交联电缆的屏蔽时，铜带厚度应按工艺要求选用0.12mm，同时应注意重叠率的要求。

（2）、三芯交联电缆