分相屏蔽的基本概念

在討論光伏發(fā)電用電纜的分相屏蔽作用之前，我們需要了解什么是分相和屏蔽。在電力系統(tǒng)中，分相是指將多相系統(tǒng)中的每一相單獨(dú)處理，以便更好地控制和管理各相的電氣參數(shù)。屏蔽則是指通過使用特定材料覆蓋電纜，以防止外部電磁干擾和內(nèi)部信號泄漏的技術(shù)措施。  

光伏發(fā)電電纜的結(jié)構(gòu)  

光伏發(fā)電用電纜通常包含多個導(dǎo)體，每個導(dǎo)體負(fù)責(zé)傳輸一相電。例如，在三相系統(tǒng)中，會有三個主要導(dǎo)體，每個導(dǎo)體傳輸一相電。這些導(dǎo)體外面包裹著絕緣層，以確保電氣安全和防止相間短路。在絕緣層之外，就是我們所說的屏蔽層。  

分相屏蔽的作用  

1.電磁兼容性（EMC）  

抑制電磁干擾  

光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行時會產(chǎn)生電磁場，這些電磁場可能對其它電氣設(shè)備造成干擾。同樣，外部的電磁場也可能干擾光伏系統(tǒng)的正常工作。分相屏蔽通過包圍每一個導(dǎo)體的金屬屏蔽層，有效地反射和吸收電磁能量，減少了這種相互干擾的可能性。屏蔽層將電磁干擾限制在電纜內(nèi)部，防止其擴(kuò)散到環(huán)境中，同時也阻止外部電磁干擾進(jìn)入電纜內(nèi)部。  

2.提高電氣安全性  

防止觸電和相間短路  

屏蔽層提供了額外的安全屏障，防止意外接觸帶電導(dǎo)體而導(dǎo)致觸電事故。同時，屏蔽層確保各相間的良好隔離，即使在電纜受損的情況下也能大大降低相間短路的風(fēng)險。通過將每一相獨(dú)立屏蔽，即使某一相的絕緣層受損，屏蔽層也可以引導(dǎo)泄露電流回到地面，而不是橋接到其他相，從而提高整個系統(tǒng)的安全性。  

3.優(yōu)化電場分布  

改變電場的方向和強(qiáng)度  

分相屏蔽改變了電纜周圍的電場分布，使其更加均勻和可控。未屏蔽電纜的電場可能會呈非徑向分布，導(dǎo)致局部電場強(qiáng)度過高，容易引起絕緣擊穿等問題。而帶有分相屏蔽的電纜，其電場分布更加均勻，垂直于屏蔽表面，這樣不僅提高了電纜的電氣性能，還能延長其使用壽命。通過將原本可能集中在某些區(qū)域的電場重新分配，屏蔽層確保了電場的均勻分布，從而提高了電纜的整體可靠性。  

4.承受部分短路電流  

增強(qiáng)電纜的載流能力  

在發(fā)生短路故障時，電纜需要承載遠(yuǎn)高于正常值的電流。分相屏蔽設(shè)計(jì)的電纜因其屏蔽層的存在，能夠在短時間內(nèi)承受更大的電流，從而增強(qiáng)了電纜應(yīng)對突發(fā)狀況的能力。屏蔽層不僅可以幫助分散短路電流帶來的熱量，還可以維持電纜的結(jié)構(gòu)完整性，確保在故障排除后電纜仍可繼續(xù)使用。  

結(jié)構(gòu)上的體現(xiàn)  

分相屏蔽在結(jié)構(gòu)上的體現(xiàn)主要是通過在每個絕緣線芯上繞包或擠出屏蔽層來實(shí)現(xiàn)。這種屏蔽方式改變了電場的輻射方向，使電場分布更加均勻，由非徑向電場轉(zhuǎn)變?yōu)閺较螂妶?。這種設(shè)計(jì)不僅提升了屏蔽效果，還能承受部分短路電流，特別適用于電壓等級較高的電纜。  

材料和工藝  

屏蔽層的材料和制作工藝對其性能起決定性作用。金屬帶或金屬絲是常用的屏蔽材料，它們可以通過單層或多層繞包、編織等方式形成有效的屏蔽層。對于一些特殊用途的電纜，甚至?xí)诮^緣表面鍍上一層金屬來達(dá)到更好的屏蔽效果。  

綜合優(yōu)勢  

通過分相屏蔽的設(shè)計(jì)，光伏發(fā)電用電纜不僅具備優(yōu)良的電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度，還顯著提高了抗干擾能力和信號傳輸質(zhì)量。這種設(shè)計(jì)使得電纜在復(fù)雜多變的戶外環(huán)境中依然能夠保持穩(wěn)定的性能，從而保障了整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和高效性。  

總結(jié)  

光伏發(fā)電用電纜的分相屏蔽作用在于提升系統(tǒng)的電磁兼容性、電氣安全性和電場分布的均勻性，同時增強(qiáng)電纜的載流能力。通過合理設(shè)計(jì)和選材，分相屏蔽電纜能夠在嚴(yán)苛的環(huán)境中長期穩(wěn)定工作，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。