전원 케이블에 구리선 차폐가 필요한 이유는 무엇입니까?


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오늘 나는 지상에 10 킬로 볼트 전원 케이블을 묻는 것을 목격했습니다. 케이블 마크를 기록하고 Google에 기록했습니다. 설명은 다소 흥미 롭습니다. 단일 도체 케이블입니다. 3 상 라인에는 3 개의 케이블이 필요합니다. 사양 (러시아어이므로 번역이 잘못되었을 수 있음)에는 다음 구성 요소가 나열되어 있습니다.

  • 총 단면적이 240 평방 밀리미터 인 알루미늄 전선 세트
  • 전선 세트를 둘러싼 여러 층의 플라스틱
  • "물 차단 전도성 테이프"로 만들어진 "분리 층"
  • 총 단면적이 25 평방 밀리미터 이상인 구리선 차폐
  • "분리 층"
  • 하나 이상의 플라스틱 층

이제 10 킬로 볼트에서 절연이 사소한 것이 아님을 이해합니다. 덕트 테이프 층은 그렇게하지 않으며 왜 플라스틱 층이 많은지 설명합니다. 또한 케이블이 손상되지 않아야하므로 외부 레이어가 필요합니다.

그러나 구리선 차폐의 이유는 무엇입니까? 어떤 목적으로 사용됩니까?

답변:


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TLDR : Shield는 유전체 손실을 제외하고 내부 유전체에 대한 응력을 제거합니다.

아래의 실제 EE 자료 :

안전 측면에 대한 위의 답변에 동의하지 않습니다. 아니요, 안전을위한 것이 아닙니다. 전력 분배에서 지배적 인 측면은 손실입니다. 예측 가능한 공간에 AC 전기장이 포함되어 있으면 손실 유전체 및 도체가 에너지 소실 (돈)에 참여하는 것을 배제 할 수 있습니다.

케이블이 차폐되어 있지 않으면 3 상 라인의 3 개 라인, 주변 공기, 콘크리트, 토양이 라인의 일부가되어 수 킬로미터 동안 뻗어 있고 큰 유전 손실을 갖는 100 마이크로 패럿 AC 커패시터의 손실 유전체 역할을합니다.

극단적 인 경우 케이블 옆에 날카로운 전도성 물체가 잠재적 인 기울기 선과 피어스 유전체에 초점을 맞 춥니 다. 방패는 이런 종류의 스트레스를 완전히 제거합니다. 중앙 도체에 가장 가까운 장에 대한 동일한 응력은 반도체 층을 사용하여 배제됩니다.

신비는 왜 구리인가. 아마도 수학을하면 알루미늄이나 철은 같은 유전 손실면에서 효율적이지 않을 것입니다.

더 강하게 파고 들기 : 실드가 충분히 전도성이 없다면, 선로의 먼 지점에서 실드에서 옴 전압 강하 (제로 턴 동축 변압기 + 커패시터로 선로에 의해 유발 됨)는 수백 볼트에 도달하여 다른 문제를 일으킬 수 있습니다. 여기에는 알루미늄보다 구리로 더 잘 덮힌 부분적인 안전성과 손실이 있습니다.

쉴드는 동일한 "손실 이유"를 위해 몇 개의 중간 지점에서 3 개의 케이블에 대해 접지되고 교차 연결되어 유도 된 전류를 줄이고 3 상 삼각법이 그러한 이점을 제공함에 따라 shiled 전류 경로를 단축해야합니다. 긴 줄 또는 실제 접지의 중간에 가상 부동 접지).

또 다른 관찰 : Moskow의 러시아 고객 인 경우 도시의 전력 변압기를위한 공간이 매우 제한되어 있으므로 토지가 적은 소포에서 매우 높은 전류로 비교적 낮은 전압을 공급 해야하는 경우 이러한 케이블은 경제적으로 합리적입니다. 매우 비싼 토지 소포 비용.

제로 턴 동축 정보 : 우크라이나의 한 발전소 발전기에는 50KV / 10KA 출력이 거대한 구리 튜브로 차폐되어 한쪽 끝에 열리고 발전기 프레임에 접지되어 있습니다. 개방 단에서 전압은 약 500V입니다. 튜브의 AC 전류는 알려져 있지 않지만 0 또는 몇 암페어에 가깝습니다. 이 튜브가 아닌 경우 개방 3 상 커패시터에 의해 유도 된 훨씬 높은 전류가 건물 벽 내부의 철 막대를 통과 할 수 있으며 D / E 손실은 콘크리트 벽을 가열하고 모든 것을 녹입니다.


나는 항상 발전기가 수백 볼트와 같은 저전압 만 생산한다는 것을 읽었으므로 50KV 발전기를 언급하는 것이 놀랍습니다.
sharptooth

@sharptooth : 발전소 발전기 (400 MW 유형)는 일반적으로 11kV 또는 17kV라고 생각합니다. 저를 인용하지 말고 확실히 "수백 볼트"보다 훨씬 큽니다.
Li-aung Yip

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전혀 고전압으로 매설 된 케이블이 고도로 설계되지 않고 미터당 100 유로가 넘는 비용은 없습니다. 일반적으로 누드 (절연 없음) 인 고전압 (> 10kV) 케이블과 비교하십시오.

일반적으로 고압 케이블은 다음으로 구성됩니다.

  1. 도체 (구리 / 알루미늄)
  2. 얇은 절연 층.
  3. 과전압의 경우 전도하도록 설계된 두꺼운 반도체 층.
  4. 얇은 절연 층.
  5. 전도성 실드.
  6. 훨씬 더 단열재.

이 20kV 케이블, 사진은 내 전화에서 가져 왔지만 아이디어를 얻었습니다. 직경 약 5cm. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

전도성 차폐의 주요 원인은 오류 발생시 복귀 메커니즘입니다.

  1. 과전압 오류의 경우, 반도체 차폐는 도체에서 접지 된 전도성 차폐로 전류를 전달합니다.
  2. 접지 이동 기계에 의한 실수로 라인을 절단하는 경우, 전도성 차폐 이론적으로 기계 앞에 도체에 닿아 야하며 저항이 적은 접지 경로를 제공해야합니다.

실제로 차폐를 통해 전류를 사용하여 과전압 오류를 테스트합니다. 접지 지점의 전류 센서가 전류를 감지하면 자동으로 안전 조치를 실행합니다. 예를 들어 계통에 전력을 공급하는 데 사용되는 변압기가 입력 (과전압)에서 과전압을 수신하면 출력도 과전압이됩니다. 차폐를 통한 누설 전류가 감지되면 고전압 끝에서 회로 차단기가 열립니다.

나는 반도체 층의 기계적 보호 등과 같은 다른 여러 용도가 있다고 확신합니다.


내가 알고있는 주된 이유는 케이블 손상을 감지하는 것입니다. (분쇄 된 케이블-> 구리 와이어 스크린은 위상 도체에 접촉합니다-> 위상 대 접지 오류-> 접지 오류 보호 작동)
Li-aung Yip

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구리 차폐는 케이블이 절단 된 케이블 결함의 경우 알려진 복귀 경로를 제공하는 것입니다. 그러나 그것을 극복하는 사람을 보호하는 것은 아닙니다. 전류가 알루미늄 와이어에서 나올 때 "터치 전위"문제를 줄이고 접지로 돌아가는 가장 쉬운 방법을 찾아서 흐를 때마다 위험한 전압을 유발할 수 있습니다. 지구 잠재력 상승을 참조하십시오 .


@FedericoRusso, 그리고 당신의 진술은? 어떤 문제가 있는지 설명하고 결함이있는 이유에 대한 링크를 공유하거나 자신의 경험에 동의하지 않는 참조를 원한다고 말하십시오.
Kortuk

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@Kortuk : IMO ! 복귀 경로가되어야한다면 절단이 보장되지 않는 연결이 있어야합니다. 소위 리턴 경로는 훨씬 적은 전류를 전달할 수 있으며 위험한 전압 강하를 일으킬 수 있습니다. IMO 는 안전을 제공하지 않습니다.
Federico Russo

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@Federico, 실질적인 텍스트 없이는 신뢰할 수없는 진술은 건설적인 비판입니다. 사용자에게 문제가 무엇인지 알려주거나 링크를 원한다고 말하고 신뢰할 수 없다고 말하는 것은 사용자에게 상대적으로 부정적인 것입니다.
Kortuk

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@ Kotuk : 나는 우리가 서로에게 친절하다는 것을 이해할 수 있지만, 그것이 우리가 모두 예 사람이라는 것을 의미하지는 않습니다. 글쎄요. 누군가 대답을한다면, 나는 그것이 옳다고 믿지 않는다고 말할 권리가 있습니다. 친구와 술을 마셨다 고하자. 그에게 이야기를 들려주세요. 그는 당신을 믿지 않는다고 말합니다. 당신은 그를 밖으로 걸어합니까 ???
Federico Russo

@Federico, 그것이 downvote를위한 것입니다. 건설적인 비판을 남기고 싶다면 의견을 남기십시오.
Kortuk
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