O blindaxe empregado en produtos de fíos e cables ten dous conceptos completamente diferentes: o blindaxe electromagnético e o blindaxe do campo eléctrico. O blindaxe electromagnético está deseñado para evitar que os cables que transmiten sinais de alta frecuencia (como os cables de RF e os cables electrónicos) causen interferencias externas ou para bloquear as ondas electromagnéticas externas que interfiren cos cables que transmiten correntes débiles (como os cables de sinal ou de medición), así como para reducir a diafonía entre os cables. O blindaxe do campo eléctrico está deseñado para equilibrar o forte campo eléctrico na superficie do condutor ou na superficie de illamento dos cables de alimentación de media e alta tensión.
1. Estrutura e requisitos das capas de blindaxe de campos eléctricos
O blindaxe dos cables de alimentación inclúe o blindaxe do condutor, o blindaxe do illamento e o blindaxe metálico. Segundo as normas pertinentes, os cables cunha tensión nominal superior a 0,6/1 kV deben ter unha capa de blindaxe metálica, que se pode aplicar a cada núcleo illado ou ao núcleo do cable trenzado multinúcleo. Para cables illados con XLPE cunha tensión nominal non inferior a 3,6/6 kV e cables illados finos EPR cunha tensión nominal non inferior a 3,6/6 kV (ou cables illados grosos cunha tensión nominal non inferior a 6/10 kV), tamén se requiren estruturas de blindaxe semicondutoras internas e externas.
(1) Blindaxe de condutores e blindaxe de illamento
A blindaxe do condutor (blindaxe semicondutora interna) debe ser non metálica e consistir nun material semicondutor extruído ou nunha cinta semicondutora enrolada arredor do condutor seguida dunha capa semicondutora extruída.
A protección illante (protección semicondutora externa) é unha capa semicondutora non metálica extruída directamente sobre a superficie externa de cada núcleo illado, que pode estar firmemente unida ao illamento ou desprendébela. As capas semicondutoras internas e externas extruídas deben estar firmemente unidas ao illamento, con interfaces lisas, sen marcas de cordóns visibles e sen bordos afiados, partículas, marcas de queimaduras ou rabuñaduras. A resistividade antes e despois do envellecemento non debe superar os 1000 Ω·m para a capa de protección do condutor e os 500 Ω·m para a capa de protección do illamento.
Os materiais de blindaxe semicondutores interiores e exteriores fabrícanse mesturando os materiais illantes correspondentes (como polietileno reticulado, goma de etileno-propileno, etc.) con negro de carbono, antioxidantes, copolímero de etileno-acetato de vinilo e outros aditivos. As partículas de negro de carbono deben estar dispersas uniformemente dentro do polímero, sen aglomeración nin dispersión deficiente.
O grosor das capas de blindaxe semicondutoras interior e exterior aumenta co nivel de tensión. Debido a que a intensidade do campo eléctrico na capa de illamento é maior no interior e menor no exterior, o grosor das capas de blindaxe semicondutoras tamén debería ser maior no interior que no exterior. No pasado, a blindaxe semicondutora exterior fabricábase lixeiramente máis grosa que a interior para evitar rabuñaduras debido a un mal control da flacidez ou perforacións causadas por cintas de cobre demasiado duras. Agora, coa monitorización automática da flacidez en liña e as cintas de cobre brando recocidas, a capa de blindaxe semicondutora interior debería facerse lixeiramente máis grosa ou igual á capa exterior. Para cables de 6–10–35 kV, o grosor da capa interior é xeralmente de 0,5–0,6–0,8 mm.
(2) Blindaxe metálica
Os cables cunha tensión nominal superior a 0,6/1 kV deben ter unha capa de blindaxe metálica. A capa de blindaxe metálica debe aplicarse a cada núcleo illado ou núcleo do cable. A blindaxe metálica debe consistir nunha ou máis cintas metálicas, trenzas metálicas, capas concéntricas de fíos metálicos ou unha combinación de fíos metálicos e cintas metálicas.
En Europa e outros países desenvolvidos, debido ao uso de sistemas de dobre circuíto con conexión a terra por resistencia e correntes de curtocircuíto máis elevadas, úsase habitualmente o blindaxe de fíos de cobre. Algúns fabricantes incrustan fíos de cobre na vaíña de separación ou na vaíña exterior para reducir o diámetro do cable. Na China, agás algúns proxectos clave que usan sistemas de dobre circuíto con conexión a terra por resistencia, a maioría dos sistemas usan fontes de alimentación de circuíto único con conexión a terra e bobina de supresión de arco, que limitan a corrente de curtocircuíto ao mínimo, polo que se pode usar blindaxe de cinta de cobre. As fábricas de cables procesan as cintas de cobre duro compradas mediante corte e recocido para conseguir un certo alongamento e resistencia á tracción (demasiado forte raiará a capa de blindaxe de illamento, demasiado branda engurrará) antes do seu uso. As cintas de cobre brando deben cumprir coa norma GB/T11091-2005 Cinta de cobre para cables.
A blindaxe de cinta de cobre debe consistir nunha capa de cinta de cobre branda superposta ou dúas capas de cinta de cobre branda envolta helicoidalmente con espazos entre si. A taxa de superposición media da cinta de cobre debe ser do 15 % da súa anchura (valor nominal) e a taxa de superposición mínima non debe ser inferior ao 5 %. O grosor nominal da cinta de cobre debe ser de polo menos 0,12 mm para cables unipolares e de polo menos 0,10 mm para cables multipolares. O grosor mínimo da cinta de cobre non debe ser inferior ao 90 % do valor nominal. Dependendo do diámetro exterior da blindaxe de illamento (≤25 mm ou >25 mm), a anchura da cinta de cobre adoita ser de 30 a 35 mm.
A blindaxe de arame de cobre está feita de arames de cobre brandos enrolados helicoidalmente, asegurados cun envoltorio contrahelicoidal de arames de cobre ou cintas de cobre. A súa resistencia debe cumprir os requisitos da norma GB/T3956-2008 Condutores de cables, e a súa área de sección transversal nominal debe determinarse segundo a capacidade de corrente de falla. A blindaxe de arame de cobre pode aplicarse sobre a vaíña interior de cables trifásicos ou directamente sobre o illamento, a capa de blindaxe semicondutora exterior ou unha vaíña interior axeitada de cables uniféricos. A separación media entre arames de cobre adxacentes non debe superar os 4 mm. A separación media G calcúlase mediante a fórmula:
onde:
D – diámetro do núcleo do cable baixo a blindaxe do fío de cobre, en mm;
d – diámetro do fío de cobre, en mm;
n – número de fíos de cobre.
2. O papel das capas de blindaxe e a súa relación cos niveis de tensión
(1) Función da protección semicondutora interna e externa
Os condutores de cable xeralmente compáctanse a partir de varios fíos trenzados. Durante a extrusión do illamento, poden existir ocos, rebabas e outras irregularidades superficiais entre a superficie do condutor e a capa de illamento, o que provoca a concentración do campo eléctrico, o que leva a unha descarga local de espazos de aire e descarga de arborización, e reduce o rendemento dieléctrico. Ao extruír unha capa de material semicondutor (blindaxe do condutor) sobre a superficie do condutor, garántese un contacto axustado co illamento. Debido a que a capa semicondutora e o condutor están ao mesmo potencial, mesmo se hai ocos entre eles, non haberá acción do campo eléctrico, o que evita as descargas parciais.
Do mesmo xeito, existen espazos entre a superficie de illamento exterior e a vaíña metálica (ou blindaxe metálica), e canto maior sexa o nivel de tensión, maior será a probabilidade de que se produza unha descarga nun espazo de aire. Ao extruír unha capa semicondutora (blindaxe illante) na superficie de illamento exterior, fórmase unha superficie equipotencial exterior coa vaíña metálica, eliminando os campos eléctricos nos espazos e evitando descargas parciais.
(2) Papel da protección metálica
As funcións da blindaxe metálica inclúen: transportar corrente capacitiva en condicións normais, servir como vía para a corrente de curtocircuíto durante fallos; confinar o campo eléctrico dentro do illamento (reducindo a interferencia electromagnética externa) e garantir un campo eléctrico radial uniforme; actuar como liña neutra en sistemas trifásicos de catro fíos para transportar corrente desequilibrada; e proporcionar protección radial contra o bloqueo de auga.
Data de publicación: 28 de xullo de 2025