交联聚乙烯电缆的半导电屏蔽层

    (1)半导电屏蔽层作用。半导电屏蔽层是电阻率很低且较薄的半导电层，它是改善电缆绝缘内电力线分布的一项措施，屏蔽层分为导体屏蔽（也称为内屏蔽）和绝缘屏蔽（也称为外屏蔽）。根据国家标准GB 1270-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV (Um=40. 75kV)挤包绝缘电力电缆及附件》规定，U0为1.8kV以上的交联电缆内外应各有一层内外屏蔽层。半导电料有可剥离的，交联型、非交联型三种，30kV以下电缆的绝缘屏蔽应采用可剥离半导电料，以便于安装和接头。35kV以上电缆的绝缘屏蔽层如用非可剥离半导电料，需要用特别工具才能剥除。导体屏蔽是包覆在导体上的非金属或金属电气屏蔽，它与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，使导体和绝缘界面表面光滑，消除界面处空隙对电性能的影响，避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。在绝缘表面和护套接触处，也可能存在间隙，电缆弯曲时，油纸电缆绝缘表面易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素。绝缘屏蔽是包覆于绝缘表面的金属或非金属电气屏蔽，它与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套（金属屏蔽层）等电位，避免了在绝缘层与护套之间发生局部放电。

    交联聚乙烯电缆屏蔽层采用挤包半导电屏蔽层。为提高局部放电起始电压和绝缘耐冲击特性，改善绝缘层与外半导电层界面光滑度和黏着度，在封闭型、全干式交联生产流水线上，导体屏蔽、绝缘层和绝缘屏蔽采用三层同时挤出工艺。实行“三层共挤”，能使层间紧密结合，减少气隙，防止杂质和水分污染。

   (2)半导电料的组成。半导电料是以EVA或EEA作为基料，加50%左右导电碳黑，加适量抗氧剂、交联剂和润滑剂等，经混合造粒而成。国内生产的导电碳黑杂质含量高，细度大，影响表观质量。用于高压交联电缆的超光滑半导电料是采用特制的乙炔碳黑来得到超光滑的表面，使屏蔽与绝缘之间的界面更完美，从而大大地提高了电缆性能。超光滑半导电料目前主要是依靠进口。

    外观呈黑色光滑的3～4mm圆形或扁圆形颗粒，或尺寸不超过5mm×4mm×4mm的方形颗粒大小和色泽均匀，不应有目力可见的焦烧粒子和杂质，不应有明显粉末物质。

    半导电料代号由系列代号、特征代号和用途代号，按次排序书写表示，各代号含义见表1-15。

    表1-15    半导电料代号含义

    半导电料各品种型号、名称及其用途见表1-16。

    表1-16    半导电料各品种型号、名称及其用途

    屏蔽料的机械物理和电气性能见表1-17。

    表1-17    屏蔽料的机械物理和电气性能

    高压、超高压电缆所用超光滑半导电料挤出表面凸起的数目要比通用的半导电料少，用自动表面光滑度光学分析仪检测表面光滑度，具体方法是：按统计学方法从每批中取样4kg，用特制的挤出机，将样品挤成厚度为0.4mm的薄膜，将1m2（0. 4kg样品）薄膜带通过高分辨率光学扫描仪，检测粒子的位置、高度、宽度等并进行储存和处理。超光滑半导电料光滑度要求见表1-18。

    表1-18    超光滑半导电料光滑度要求

    超光滑半导电料是超净的，通用半导电料含硫0. 3%，无机灰0.1，而超光滑的仅含0. 005%的硫，0.01%的灰，比通用的半导电料要干净。

    非金属屏蔽层为半导电材料，其体积电阻率为103～106Ω·m。油纸电缆的屏蔽层为半导电纸，这种纸是在普通纸中加入了适量胶体碳黑粒子。半导电纸还有吸附离子的作用，有利于改善绝缘电气性能。在高压充油电缆的绝缘屏蔽外，还用铜带或编织铜丝带扎紧绝缘层，使绝缘屏蔽与金属护套有良好的接触。