一、屏蔽電纜的基本結(jié)構(gòu)

屏蔽電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以抗電磁干擾（EMI）為核心目標(biāo)，其典型結(jié)構(gòu)分為以下層次（按由內(nèi)到外順序）：

1.導(dǎo)體層

材料：銅或鋁材質(zhì)，多股絞合以提升柔韌性和導(dǎo)電效率。例如，高壓電纜導(dǎo)體截面積可達(dá)25–2500mm2，具體根據(jù)電壓等級(jí)和載流量需求設(shè)計(jì)。

作用：傳輸電能或信號(hào)，是電纜的核心功能部分。

2.導(dǎo)體屏蔽層（內(nèi)屏蔽層）

材料：半導(dǎo)電交聯(lián)聚乙烯或類似材料，體積電阻率約100–1000Ω·m。

作用：消除導(dǎo)體表面凹凸不平導(dǎo)致的電場(chǎng)集中，防止導(dǎo)體與絕緣層間發(fā)生局部放電。例如，6kV及以上電纜強(qiáng)制要求此層。

3.絕緣層

材料：交聯(lián)聚乙烯（XLPE）或橡膠，具有高絕緣電阻和耐熱性（長(zhǎng)期工作溫度90℃）。

作用：隔離導(dǎo)體與外部環(huán)境，承受系統(tǒng)電壓及過(guò)電壓。

4.絕緣屏蔽層（外屏蔽層）

材料：與內(nèi)屏蔽層類似，但需與金屬護(hù)套等電位。

作用：避免絕緣層與護(hù)套間因裂紋或氣隙引發(fā)放電，尤其針對(duì)彎曲或機(jī)械應(yīng)力場(chǎng)景。

5.金屬屏蔽層

材料：銅帶、銅絲編織或鋁箔，例如35kV電纜常采用銅帶鎧裝。

作用：

電場(chǎng)屏蔽：將電磁場(chǎng)限制在電纜內(nèi)部，減少對(duì)外干擾；

故障電流通道：短路時(shí)安全導(dǎo)引電流至接地系統(tǒng)；

電容電流通路：高壓電纜運(yùn)行時(shí)通過(guò)電容電流。

6.護(hù)套與外屏蔽層

材料：PVC、PE或阻燃橡膠，部分含鎧裝層（如鍍鋅鋼帶）。

作用：機(jī)械保護(hù)、防潮及化學(xué)腐蝕，部分設(shè)計(jì)通過(guò)雙層屏蔽（如鋁箔+編織網(wǎng)）增強(qiáng)抗干擾能力。

二、屏蔽電纜的特殊作用

屏蔽電纜通過(guò)多層結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)以下特殊功能：

1.抗電磁干擾（EMI）

原理：屏蔽層通過(guò)反射或吸收干擾電磁波，衰減能量達(dá)90%以上（例如雙層屏蔽結(jié)構(gòu)效果可達(dá)-100dB）。

應(yīng)用場(chǎng)景：

工業(yè)環(huán)境（如變頻器與電機(jī)連接線）；

數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療設(shè)備（防止信號(hào)失真）。

2.均勻電場(chǎng)分布

高壓電纜：內(nèi)、外屏蔽層消除導(dǎo)體表面尖端效應(yīng)，使電場(chǎng)分布均勻，避免局部擊穿（如110kV及以上電纜采用不可剝離屏蔽層）。

3.防止局部放電

半導(dǎo)電層：填充導(dǎo)體與絕緣層間氣隙，抑制電樹(shù)生長(zhǎng)（試驗(yàn)顯示局部放電量可控制在20pC以下）。

4.系統(tǒng)安全保護(hù)

短路保護(hù)：金屬屏蔽層在短路時(shí)承載電流（10kV系統(tǒng)要求截面積≥25mm2），降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

接地保護(hù)：泄露電流通過(guò)屏蔽層導(dǎo)入大地，提升安全性。

5.信號(hào)完整性保障

雙絞線+屏蔽：抑制共模干擾，適用于高速網(wǎng)絡(luò)（如Cat6A屏蔽網(wǎng)線）。

三、典型屏蔽結(jié)構(gòu)對(duì)比

四、技術(shù)參數(shù)示例

屏蔽效能：雙層屏蔽結(jié)構(gòu)（如鋁箔+編織）在1GHz頻段衰減≥70dB；

彎曲半徑：最小為電纜直徑的6–15倍（單芯電纜要求更高）；

工作溫度：交聯(lián)聚乙烯絕緣層長(zhǎng)期耐受90℃，短時(shí)可達(dá)250℃。

通過(guò)上述結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)合，屏蔽電纜在復(fù)雜電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了高可靠性和安全性，成為電力傳輸、工業(yè)自動(dòng)化及精密電子設(shè)備不可或缺的組件。