電線・ケーブル製品におけるシールド構造は、電磁シールドと電界シールドという2つの異なる概念に分けられます。電磁シールドは主に、高周波信号ケーブル（RFケーブルや電子ケーブルなど）が外部環境に干渉するのを防いだり、微弱電流を伝送するケーブル（信号ケーブルや計測ケーブルなど）への外部電磁波の干渉を遮断したり、ケーブル間の相互干渉を低減するために使用されます。一方、電界シールドは、中高電圧電力ケーブルの導体表面または絶縁表面における強い電界を平衡させるように設計されています。
1. 電界遮蔽層の構造と要件
電力ケーブルのシールドは、導体シールド、絶縁シールド、金属シールドに分けられます。関連規格によれば、定格電圧が0.6/1 kVを超えるケーブルには金属シールド層が必要であり、これは個々の絶縁コアまたはケーブルコア全体に適用できます。定格電圧が3.6/6 kV以上のXLPE（架橋ポリエチレン）絶縁体を使用したケーブル、または定格電圧が3.6/6 kV以上の薄型EPR（エチレンプロピレンゴム）絶縁体（もしくは定格電圧が6/10 kV以上の厚型絶縁体）を使用したケーブルには、内側と外側に半導電性のシールド構造も必要です。
（１）導体遮蔽及び絶縁遮蔽
導体シールド（内部半伝導性シールド）：これは非金属製で、押し出し成形された半伝導性材料、または導体に巻き付けた半伝導性テープの後に押し出し成形された半伝導性材料を組み合わせたものである必要があります。
絶縁シールド（外側半導電性シールド）：これは各絶縁コアの外面に直接押し出され、絶縁層にしっかりと接着されているか、または剥離可能です。
押し出し成形された内側および外側の半導体層は、絶縁体としっかりと接合され、導体の撚り線痕、鋭利なエッジ、粒子、焦げ付き、または傷のない滑らかな界面を有すること。劣化前後の抵抗率は、導体シールド層で1000Ω・m以下、絶縁シールド層で500Ω・m以下であること。
内側および外側の半導電性遮蔽材は、対応する絶縁材料（架橋ポリエチレン（XLPE）やエチレンプロピレンゴム（EPR）など）に、カーボンブラック、老化防止剤、エチレン酢酸ビニル共重合体などの添加剤を混合することによって作製される。カーボンブラック粒子は、凝集や分散不良がなく、ポリマー中に均一に分散している必要がある。
内側および外側の半導電性遮蔽層の厚さは、定格電圧の上昇に伴って増加します。絶縁層の電界強度は内側の方が高く、外側の方が低いため、半導電性遮蔽層の厚さも内側の方が厚く、外側の方が薄くする必要があります。6～10～35kV定格のケーブルの場合、内側層の厚さは通常0.5～0.6～0.8mmの範囲です。
（２）金属遮蔽
定格電圧が0.6/1kVを超えるケーブルには、金属シールド層を設ける必要があります。金属シールド層は、各絶縁芯線またはケーブル芯線の外側を覆うように配置します。金属シールドは、1本または複数本の金属テープ、金属編組線、同心円状の金属線層、あるいは金属線と金属テープの組み合わせで構成できます。
ヨーロッパや先進国では、抵抗接地型二回路システムが用いられ、短絡電流が大きいため、銅線シールドがよく用いられます。一方、中国では、アーク抑制コイル接地型単回路電源システムが一般的であるため、銅テープシールドが主流です。ケーブルメーカーは、購入した硬質銅テープをスリット加工と焼きなまし処理によって軟化させてから使用します。軟質銅テープは、GB/T11091-2005「ケーブル用銅テープ」規格に準拠する必要があります。
銅テープシールドは、1層の軟質銅テープを重ね合わせるか、または2層の軟質銅テープを隙間を空けて重ね合わせる構成とする。平均重ね合わせ率はテープ幅の15%とし、最小重ね合わせ率は5%以上とする。銅テープの公称厚さは、単芯ケーブルの場合は0.12mm以上、多芯ケーブルの場合は0.10mm以上とする。最小厚さは公称値の90%以上とする。
銅線シールドは、緩く巻かれた軟銅線で構成され、表面は逆巻きの銅線またはテープで固定されます。その抵抗値はGB/T3956-2008「ケーブル導体」規格に準拠する必要があり、公称断面積は故障電流容量に基づいて決定する必要があります。
2. 遮蔽層の機能と定格電圧との関係
（１）内側および外側半導体シールドの機能
ケーブル導体は通常、複数の撚り線を圧縮して構成されています。絶縁体の押出成形時に、導体表面と絶縁層の間に局所的な隙間、バリ、または表面の凹凸が生じると、電界が集中し、部分放電やツリー放電が発生して電気的性能が低下する可能性があります。導体表面と絶縁層の間に半導電性材料（導体シールド）の層を押し出すことで、絶縁体と密着させることができます。半導電性層は導体と同じ電位であるため、両者の間に隙間があっても電界の影響を受けず、部分放電を防ぐことができます。
同様に、外側絶縁表面と金属シース（または金属シールド）との間の隙間も、特に高電圧定格の場合、部分放電の原因となる可能性があります。外側絶縁表面に半導電性材料（絶縁シールド）の層を押し出すことで、金属シースとの等電位面が形成され、隙間内の電界効果を排除し、部分放電を防止します。
（２）金属遮蔽の機能
金属シールドの機能には、通常状態での容量性電流の伝導、短絡（故障）電流の経路としての役割、絶縁体内部の電界の閉じ込め（外部環境への電磁干渉の低減）、および均一な電界（放射状電界）の確保が含まれます。三相4線式システムでは、中性線としての役割も果たし、不平衡電流を流し、放射状の防水性も提供します。
3. OWケーブルについて
OW Cableは、電線・ケーブル用原材料の大手サプライヤーとして、高品質の架橋ポリエチレン（XLPE）、銅テープ、銅線、その他電力ケーブル、通信ケーブル、特殊ケーブルの製造に広く使用されるシールド材を提供しています。当社の製品は国際規格に準拠しており、お客様に信頼性の高いケーブルシールドソリューションを提供することをお約束します。
投稿日時: 2025年3月24日