کابل شیلد چیست؟ محافظ کابل چیست؟

کابل شیلددار کلمه‌ی «شیلددار» را در خود دارد. همانطور که از نامش پیداست، کابلی است که با افزودن لایه‌ی محافظ به کابل انتقال، توانایی مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی خارجی را دارد. به اصطلاح «محافظت» در ساختار کابل نیز اقدامی برای بهبود توزیع میدان الکتریکی است. هادی کابل از چندین رشته سیم تابیده شده تشکیل شده است. ایجاد شکاف هوا بین آن و لایه‌ی عایق آسان است. سطح هادی صاف نیست که باعث تمرکز میدان الکتریکی می‌شود.

1. لایه‌ی محافظ کابل

1). افزودن یک لایه‌ی محافظ از جنس مواد نیمه‌هادی بر روی سطح هادی. این لایه دارای پتانسیل یکسان با هادی شیلد شده و تماس خوبی با لایه‌ی عایق دارد، بنابراین از تخلیه‌ی موضعی بین هادی و لایه‌ی عایق جلوگیری می‌کند. این لایه‌ی محافظ، لایه‌ی محافظ داخلی نیز نامیده می‌شود. ممکن است در محل تماس سطح عایق و غلاف، شکاف‌هایی نیز وجود داشته باشد. هنگام خم شدن کابل، سطح عایق کابل‌های کاغذی روغنی مستعد ترک خوردگی است. این‌ها عواملی هستند که باعث تخلیه‌ی موضعی می‌شوند.

2). افزودن یک لایه‌ی محافظ از جنس مواد نیمه‌هادی بر روی سطح لایه‌ی عایق. این لایه تماس خوبی با لایه‌ی عایق شیلد شده دارد و دارای پتانسیل یکسان با غلاف فلزی است، بنابراین از تخلیه‌ی موضعی بین لایه‌ی عایق و غلاف جلوگیری می‌کند. برای یکنواخت کردن هسته‌ی رسانا و میدان الکتریکی عایق، کابل‌های برق ولتاژ متوسط و بالا ۶ کیلوولت و بالاتر معمولاً دارای لایه‌های محافظ هادی و لایه‌های محافظ عایق هستند و برخی کابل‌های ولتاژ پایین فاقد لایه‌ی محافظ هستند. دو نوع لایه‌ی محافظ وجود دارد: محافظ نیمه‌هادی و محافظ فلزی.

2. کابل شیلددار لایه‌ی محافظ این نوع کابل‌ها بیشتر از سیم‌های فلزی بافته شده به صورت مش یا فیلم فلزی ساخته می‌شود و روش‌های مختلفی از شیلدینگ تکی و چندگانه وجود دارد. شیلدینگ تکی به یک شبکه‌ی محافظ یا فیلم محافظ اشاره دارد که می‌تواند یک یا چند سیم را بپوشاند. شیلدینگ چندگانه به معنای چندین شبکه‌ی محافظ و فیلم محافظ در یک کابل است. برخی برای جداسازی تداخلات الکترومغناطیسی بین سیم‌ها استفاده می‌شوند و برخی دیگر شیلدینگ دو لایه برای افزایش اثر محافظت هستند. مکانیزم شیلدینگ، اتصال زمین لایه‌ی محافظ برای جداسازی ولتاژ تداخل القایی اتصال خارجی به سیم است.
1). محافظ نیمه‌هادی لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی معمولاً به ترتیب بر روی سطح خارجی هسته‌ی رسانا و سطح خارجی لایه‌ی عایق قرار می‌گیرد و به ترتیب لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی داخلی و لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی خارجی نامیده می‌شود. لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی از یک ماده‌ی نیمه‌هادی با مقاومت بسیار کم و ضخامت کم تشکیل شده است. لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی داخلی برای یکنواخت کردن میدان الکتریکی بر روی سطح خارجی هسته و جلوگیری از تخلیه‌ی جزئی بین هادی و عایق به دلیل سطح ناهموار هادی و شکاف هوای ناشی از تابیدن هسته است. لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی خارجی در تماس خوب با سطح خارجی لایه‌ی عایق قرار دارد و هم‌پتانسیل با غلاف فلزی است و از تخلیه‌ی جزئی با غلاف فلزی به دلیل نقص‌هایی مانند ترک در سطح عایق کابل جلوگیری می‌کند.
2). محافظ فلزی برای کابل‌های برق ولتاژ متوسط و پایین بدون غلاف فلزی، علاوه بر لایه‌ی محافظ نیمه‌هادی، باید یک لایه‌ی محافظ فلزی اضافه شود. لایه‌ی محافظ فلزی معمولاً با نوار مسی یا سیم مسی پیچیده می‌شود و عمدتاً نقش محافظت از میدان الکتریکی را ایفا می‌کند. از آنجایی که جریان عبوری از کابل برق نسبتاً زیاد است، میدانی در اطراف جریان ایجاد می‌شود. برای اینکه بر سایر اجزا تأثیر نگذارد، می‌توان لایه‌ی محافظ را برای محافظت از این میدان الکترومغناطیسی در کابل اضافه کرد. علاوه بر این، لایه‌ی محافظ کابل می‌تواند نقش مشخصی در حفاظت از زمین ایفا کند. در صورت آسیب دیدن هسته‌ی کابل، جریان نشتی می‌تواند مانند شبکه‌ی زمین در طول لایه‌ی محافظ جریان یابد و نقش حفاظت ایمنی را ایفا کند. بنابراین می‌توان دید که نقش لایه‌ی محافظ کابل همچنان بسیار زیاد است.