מבוא לידע הבסיסי בשכבת מיגון מוליכים ושכבת מיגון מתכת

שכבת מיגון מוליכים (נקראת גם שכבת מיגון פנימית, שכבת מוליכה למחצה פנימית)

שכבת המיגון של המוליך היא שכבה לא מתכתית שחולצה על מוליך הכבל, שהיא שוויון פוטנציאל עם המוליך ובעלת התנגדות נפח של 100~1000Ω•m.שוויון פוטנציאל עם המנצח.

בדרך כלל, לכבלים במתח נמוך של 3kV ומטה אין שכבת מיגון מוליכים, וכבלים במתח בינוני וגבוה של 6kV ומעלה חייבים להיות בעלי שכבת מיגון מוליכים.

הפונקציות העיקריות של שכבת המיגון המוליך: לחסל את חוסר האחידות של משטח המוליך;לחסל את אפקט הקצה של משטח המוליך;לחסל את הנקבוביות בין המוליך לבידוד;להפוך את המוליך ואת הבידוד במגע קרוב;לשפר את חלוקת השדה החשמלי סביב המוליך;לשכבת מיגון מוליכים כבל צולב, יש לה גם את הפונקציה של עיכוב צמיחת עצים חשמליים ומיגון חום.

שכבת בידוד (נקראת גם בידוד ראשי)

לבידוד הראשי של הכבל יש את הפונקציה הספציפית של עמידה במתח המערכת.במהלך חיי השירות של הכבל, עליו לעמוד במתח המדורג ובמתח היתר במהלך תקלות מערכת במשך זמן רב, מתח דחף ברק, כדי להבטיח שלא יתרחש קצר חשמלי בהתמוטטות יחסי או שלב לשלב במצב החימום הפועל.לכן, חומר הבידוד העיקרי הוא המפתח לאיכות הכבל.

פוליאתילן צולב הוא חומר בידוד טוב, אשר נמצא כעת בשימוש נרחב.צבעו לבן-כחלחל ושקוף.המאפיינים שלו הם: התנגדות בידוד גבוהה;מסוגל לעמוד בתדר הספק גבוה ובעוצמת פירוק שדה חשמלי דופק;אובדן דיאלקטרי נמוך משיק;תכונות כימיות יציבות;עמידות בחום טובה, טמפרטורת פעולה מותרת לטווח ארוך של 90 מעלות צלזיוס;תכונות מכניות טובות, עיבוד קל וטיפול בתהליך.

שכבת מיגון בידוד (נקראת גם שכבת מיגון חיצונית, שכבה חיצונית מוליכה למחצה)

שכבת מיגון הבידוד היא שכבה לא מתכתית המופרשת על הבידוד הראשי של הכבל.החומר שלו הוא גם חומר צולב עם תכונות מוליכות למחצה והתנגדות נפח של 500~1000Ω•m.זה שווי פוטנציאל עם הגנת הארקה.

ככלל, לכבלים במתח נמוך של 3kV ומטה אין שכבת סיכוך בידוד, וכבלים במתח בינוני וגבוה של 6kV ומעלה חייבים להיות בעלי שכבת סיכוך בידוד.

תפקידה של שכבת מיגון הבידוד: המעבר בין הבידוד הראשי של הכבל למיגון המתכת ההארקה, כך שיהיה להם מגע קרוב, מבטל את הפער בין הבידוד למוליך ההארקה;לחסל את השפעת הקצה על פני השטח של סרט הנחושת ההארקה;לשפר את חלוקת השדה החשמלי סביב משטח הבידוד.

מיגון בידוד מחולק לסוגים ניתנים להפשטה ולא ניתנים להפשטה לפי התהליך.עבור כבלי מתח בינוני, נעשה שימוש בסוג הניתן להפשטה עבור 35kV ומטה.למיגון בידוד טוב ניתן להפשטה יש הידבקות טובה, ולא נשארים חלקיקים מוליכים למחצה לאחר ההפשטה.סוג שאינו ניתן להפשטה משמש עבור 110kV ומעלה.שכבת המיגון הבלתי ניתנת להפשטה משולבת בצורה הדוקה יותר עם הבידוד הראשי, ודרישות תהליך הבנייה גבוהות יותר.

שכבת מיגון מתכת

שכבת מיגון המתכת עטופה מחוץ לשכבת מיגון הבידוד.שכבת המיגון המתכת משתמשת בדרך כלל בסרט נחושת או חוט נחושת.זהו מבנה מפתח המגביל את השדה החשמלי בתוך הכבל ומגן על הבטיחות האישית.זוהי גם שכבת מיגון הארקה המגנה על הכבל מפני הפרעות חשמליות חיצוניות.

כאשר מתרחשת תקלת הארקה או קצר חשמלי במערכת, שכבת המיגון המתכת היא הערוץ לזרם הארקה הקצר.יש לחשב ולקבוע את שטח החתך שלו בהתאם ליכולת הקצר של המערכת ושיטת הארקת הנקודה הנייטרלית.ככלל, שטח החתך של שכבת המיגון המחושב עבור מערכת 10kV מומלץ להיות לא פחות מ-25 מילימטרים רבועים.

בקווי כבלים של 110kV ומעלה, שכבת המיגון המתכתית מורכבת ממעטפת מתכת, שיש לה גם מיגון שדה חשמלי וגם פונקציות איטום עמיד למים, ויש לה גם פונקציות הגנה מכניות.

החומר והמבנה של מעטפת המתכת מאמצים בדרך כלל מעטפת אלומיניום גלי;נדן נחושת גלי;נדן נירוסטה גלי;מעטפת עופרת וכו' בנוסף קיימת מעטפת מרוכבת שהיא מבנה בו מוצמד רדיד אלומיניום למעטפת ה-PVC וה-PE, אשר נמצא בשימוש נרחב במוצרים אירופאים ואמריקאים.

שכבת שריון

שכבת שריון מתכת כרוכה סביב שכבת הציפוי הפנימית, בדרך כלל באמצעות שריון חגורת פלדה מגולוונת דו-שכבתית.תפקידו להגן על פנים הכבל ולמנוע מכוחות חיצוניים מכניים לפגוע בכבל במהלך הבנייה וההפעלה.יש לו גם את הפונקציה של הגנת הארקה.

לשכבת השריון מגוון מבנים כמו שריון תיל מפלדה, שריון נירוסטה, שריון לא מתכת וכו', המשמשים למבני כבלים מיוחדים.