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ケーブルや電気ケーブルなど）が外部環境に干渉を引き起こすのを防ぐため、または外部からの電磁波が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）に干渉するのを防ぐため、またケーブル間の相互干渉を低減するために用いられます。一方、電界シールドは、中電圧・高電圧電力ケーブルの導体表面または絶縁体表面における強い電界を均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、絶縁体シールド、金属シールドに分けられます。関連規格によると、定格電圧が0.6/1 kVを超えるケーブルには、金属シールド層を設ける必要があります。金属シールド層は、個々の絶縁芯線またはケーブル芯線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（または定格電圧が6/10 kV以上の厚型絶縁体）を使用したケーブルの場合は、内外に半導電性シールド構造を設ける必要があります。
（１）導体シールドと絶縁シールド
導体シールド（内部半導体シールド）：これは非金属で、押し出し加工された半導体材料、または導体の周りに巻かれた半導体テープと押し出し加工された半導体材料の組み合わせで構成されます。
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側表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、または絶縁層から剥がすことができます。
押し出し成形された内層および外層半導体層は絶縁体にしっかりと密着し、導体の撚り跡、鋭利なエッジ、粒子、焦げ、傷などが目立たない滑らかな界面を有する必要があります。エージング前後の抵抗率は、導体シールド層で1000Ω·m以下、絶縁シールド層で500Ω·m以下である必要があります。
内側および外側の半導電性シールド材は、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して製造されます。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ります。
内外の半導電性シールド層の厚さは、定格電圧に応じて増加します。絶縁層上の電界強度は内側で高く、外側で低いため、半導電性シールド層の厚さも内側で厚く、外側で薄くする必要があります。定格電圧6～10～35kVのケーブルの場合、内層の厚さは通常0.5～0.6～0.8mmです。
（2）金属シールド
定格電圧が0.6/1kVを超えるケーブルには、金属シールド層が必要です。金属シールド層は、各絶縁芯線の外側、またはケーブル芯線全体を覆う必要があります。金属シールドは、1枚以上の金属テープ、金属編組、金属線の同心円層、または金属線とテープの組み合わせで構成できます。
欧州や先進国では、抵抗接地型の二回路システムが採用され、短絡電流が大きいため、銅線シールドがしばしば採用されています。中国では、アーク抑制コイル接地型の一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一般的に使用されています。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し、焼鈍処理を施して軟化させてから使用しています。軟質銅テープは、GB/T11091-2005「ケーブル用銅テープ」規格に準拠している必要があります。
銅テープシールドは、重ね合わせた軟質銅テープ1層、またはギャップラップした軟質銅テープ2層で構成する必要があります。平均重ね合わせ率はテープ幅の15%、最小重ね合わせ率は5%以上である必要があります。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以上である必要があります。最小厚さは公称値の90%以上である必要があります。
銅線シールドは、軟銅線を緩く巻いたもので、表面は逆巻きの銅線またはテープで保護されています。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. シールド層の機能と電圧定格との関係
（１）内側および外側の半導電性シールドの機能
ケーブル導体は通常、複数の撚線と圧縮線で構成されています。絶縁体押出成形の際、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あると電界が集中し、部分放電やトリー放電が発生し、電気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体材料層（導体シールド）を押出成形することで、導体と絶縁体を強固に接合することができます。半導体層は導体と同電位であるため、導体間の隙間は電界の影響を受けず、部分放電を防止します。
同様に、外部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、特に高電圧定格において部分放電を引き起こす可能性があります。外部絶縁表面に半導体材料（絶縁シールド）の層を押し出すことで、金属シースと等電位面を形成し、隙間内の電界効果を排除し、部分放電を防止します。
（２）金属シールドの機能
金属シールドの機能としては、通常状態では容量性電流を伝導し、短絡（故障）電流の経路として機能し、絶縁体内に電界を閉じ込め（外部環境への電磁干渉を低減）、均一な電界（放射状電界）を確保することなどが挙げられます。三相四線式システムでは、中性線として不平衡電流を伝導し、放射状の防水性も備えています。
3. OWケーブルについて
OWケーブルは、電線・ケーブル原材料のリーディング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、その他のシールド材を供給しています。これらのシールド材は、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に尽力しています。
投稿日時: 2025年3月24日