鎧裝層作為電纜的機械保護層,主要通過電磁屏蔽和機械隔離作用影響鄰近電纜,但其干擾程度取決于材料、結構、敷設方式及環境條件。以下從電磁干擾、機械干擾、熱干擾三方面展開分析,并提出抑制措施:
一、電磁干擾:屏蔽效應與耦合風險
1. 鎧裝層的電磁屏蔽作用
原理:鎧裝層(尤其是鋼帶、鋼絲)可形成法拉第籠效應,反射或吸收外部電磁場,減少鄰近電纜的電磁干擾(EMI)。
影響:
正向作用:在高壓電纜(如110kV及以上)中,鎧裝層可屏蔽外部電磁輻射,降低對通信電纜的干擾。
反向風險:若鎧裝層接地不良或存在間隙,可能成為電磁波的反射面,加劇鄰近電纜的感應電壓。
2. 感應電壓與耦合效應
電容耦合:鎧裝層與鄰近電纜導體間存在分布電容,當主電纜流過交變電流時,會在鄰近電纜上產生感應電壓。
計算公式:
Vind=jωMIL
其中,$M$為互感系數,$I$為主電纜電流,$L$為平行敷設長度,$omega$為角頻率。
影響:感應電壓可能超過鄰近電纜的絕緣耐受水平(如通信電纜的絕緣耐壓通常≤1.5kV),導致擊穿或誤動作。
電感耦合:鎧裝層中的渦流會產生反向磁場,若鄰近電纜靠近,可能形成電磁環路,增加損耗。
3. 典型案例
高壓電纜與通信電纜并行敷設:當110kV電纜與光纜并行敷設時,鎧裝層感應電壓可能達到數百伏,需通過增加間距(如≥0.5m)或采用屏蔽層隔離。
二、機械干擾:振動與空間擠壓
1. 振動傳導
主電纜振動:鎧裝層可能將主電纜的振動(如風振、機械沖擊)傳導至鄰近電纜,導致接頭松動或絕緣磨損。
影響:在架空線路中,若多根電纜共用同一支架,鎧裝層的振動可能引發共振,加速鄰近電纜老化。
2. 空間擠壓
電纜間距不足:鎧裝層外徑較大時,可能壓縮鄰近電纜的敷設空間,導致:
彎曲半徑不足:鄰近電纜被迫以小于允許彎曲半徑(如控制電纜為10倍外徑)敷設,引發絕緣損傷。
散熱受阻:電纜排列過密時,鎧裝層可能阻礙空氣流通,導致鄰近電纜溫升超過允許值(如XLPE電纜長期運行溫度≤90℃)。
三、熱干擾:溫升與熱老化
1. 鎧裝層的熱傳導
渦流損耗:在交流電纜中,鎧裝層因電磁感應產生渦流,導致溫升。若鄰近電纜緊貼鎧裝層,可能被傳導的熱量加速熱老化。
計算公式:
Peddy=6ρπ2f2B2t2V
其中,$f$為頻率,$B$為磁感應強度,$t$為鎧裝層厚度,$V$為體積,$
ho$為電阻率。
影響:渦流損耗可能使鎧裝層溫度升高10-30℃,鄰近電纜的絕緣材料(如PVC)可能因長期高溫(≥70℃)加速降解。
2. 直埋電纜的土壤熱阻
四、干擾抑制措施
1. 電磁干擾抑制
增加間距:高壓電纜與鄰近電纜的平行敷設間距應≥0.5m(依據IEC 60364標準)。
采用屏蔽層:在鄰近電纜外層加裝金屬屏蔽層(如銅帶),并可靠接地(接地電阻≤10Ω)。
優化接地方式:鎧裝層采用單端接地或交叉互聯接地,減少環流干擾。
2. 機械干擾抑制
使用電纜支架:通過支架隔離電纜,避免直接接觸。例如,采用復合材料支架(如玻璃鋼),減少振動傳導。
控制彎曲半徑:確保鄰近電纜的彎曲半徑≥10倍外徑(依據GB 50168標準)。
增加緩沖層:在電纜間填充砂子或橡膠墊,吸收振動能量。
3. 熱干擾抑制
改善散熱條件:在電纜溝內設置通風口,或采用低熱阻材料(如碎石)填充。
限制負載電流:根據鎧裝層的渦流損耗,計算允許的最大負載電流(如110kV電纜的載流量需降低10%-15%)。
選擇低渦流鎧裝:采用非磁性材料(如鋁帶)或分段鎧裝,減少渦流損耗。
五、不同場景下的干擾差異
| 場景 | 主要干擾類型 | 典型抑制措施 |
|---|---|---|
| 高壓電纜與通信電纜并行 | 電磁干擾、感應電壓 | 增加間距至0.5m以上,通信電纜采用屏蔽層接地 |
| 架空線路多電纜共架 | 機械振動、空間擠壓 | 使用復合材料支架,控制電纜間距≥0.3m,鄰近電纜加裝防振錘 |
| 直埋電纜群 | 熱干擾、土壤熱阻不均 | 采用分段鎧裝,填充低熱阻砂子,定期檢測土壤熱阻 |
| 礦井或隧道環境 | 電磁干擾、機械沖擊 | 鎧裝層雙端接地,電纜固定采用彈性夾具,鄰近電纜加裝金屬護套 |


