シールドケーブルは「シールド」という2つの単語を持ち、その名の通り、シールド層によって外部からの電磁干渉に対する耐性を備えた伝送ケーブルです。ケーブル構造におけるいわゆる「シールド」は、電界分布を改善するための対策でもあります。ケーブルの導体は複数の素線で構成されているため、導体と絶縁層の間に空隙が生じやすく、導体表面が平滑ではないため、電界集中を引き起こします。
1. ケーブルシールド層
（1）導体表面に半導電性材料のシールド層を追加します。このシールド層はシールド導体と等電位で、絶縁層と良好な接触状態を保ち、導体と絶縁層間の部分放電を防止します。このシールド層は内部シールド層とも呼ばれます。また、絶縁体表面とシースとの接触部分に隙間がある場合があり、ケーブルを曲げた際に油紙ケーブルの絶縁表面に亀裂が生じやすく、部分放電の発生要因となります。
（２）絶縁層の表面に、シールド絶縁層と良好な接触を持ち、金属シースと等電位となる半導体材料のシールド層を追加することで、絶縁層とシース間の部分放電を防止する。
6kV以上の中高圧電力ケーブルは、コアの均一な導通と電界の絶縁を目的として、一般的に導体シールド層と絶縁シールド層を備えています。低圧ケーブルの中には、シールド層を備えていないものもあります。シールド層には、半導体シールドと金属シールドの2種類があります。
2. シールドケーブル
このケーブルのシールド層は、主に金属線または金属フィルムの網目状に編組されており、単層シールドと多重シールドの様々な方式があります。単層シールドとは、1本のシールド網またはシールドフィルムで1本以上の電線を包む方式です。多重シールドとは、複数のシールド網とシールドフィルムを1本のケーブルに組み込む方式です。電線間の電磁干渉を遮断するために用いられるものもあれば、シールド効果を強化するために二重シールドを用いるものもあります。シールドの仕組みは、シールド層を接地することで外部電線からの誘導干渉電圧を遮断することです。
（１）半導体シールド
半導電性シールド層は通常、導線コアの外表面と絶縁層の外表面に配置され、それぞれ内側半導電性シールド層と外側半導電性シールド層と呼ばれます。半導電性シールド層は、抵抗率が非常に低く、厚さが薄い半導体材料で構成されています。内側半導電性シールド層は、導体コアの外表面の電界を均一にし、導体の凹凸や撚り線コアによって生じる空隙による導体と絶縁体の部分放電を回避するように設計されています。外側半導電性シールド層は、絶縁層の外表面と良好な接触を保ち、金属シースと等電位であるため、ケーブル絶縁表面の亀裂などの欠陥による金属シースとの部分放電を回避します。
（2）金属シールド
金属ジャケットのない中低圧電力ケーブルでは、半導体シールド層に加えて金属シールド層を追加する必要があります。金属シールド層は通常、銅テープまたは銅線で、主に電界を遮蔽する役割を果たします。
電力ケーブルを流れる電流は比較的大きいため、電流の周囲に磁場が発生し、他の部品に影響を与えないようにするため、シールド層がケーブル内でこの電磁場を遮蔽します。さらに、ケーブルシールド層は接地保護においても一定の役割を果たします。ケーブルコアが損傷した場合、漏洩電流はシールド層流に沿って接地網などに流れ込み、安全保護の役割を果たします。ケーブルシールド層の役割は依然として非常に大きいことがわかります。
投稿日時: 2024年9月19日