הבנת מיגון כבלים: סוגים, פונקציות וחשיבות

לכבל מיגון יש מיגון שתי מילים, כפי שהשם מרמז הוא כבל השידור עם התנגדות להפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות הנוצרות על ידי שכבת מיגון. מה שנקרא "סיכוך" על מבנה הכבל הוא גם אמצעי לשיפור חלוקת השדות החשמליים. המוליך של הכבל מורכב ממספר חוטים של תיל, שקל ליצור פער אוויר בינו לבין שכבת הבידוד, ומשטח המוליך אינו חלק, מה שיגרום לריכוז השדה החשמלי.

1. שכבת מיגון כבלים
(1). הוסף שכבת מיגון של חומר מוליך למחצה על פני המוליך, שהיא שווי פוטנציאל עם המוליך הממוגן ובמגע טוב עם שכבת הבידוד, על מנת למנוע פריקה חלקית בין המוליך לשכבת הבידוד. שכבת מיגון זו ידועה גם בשם שכבת המיגון הפנימית. ייתכנו גם פערים במגע בין משטח הבידוד למעטפת, וכאשר הכבל מכופף, משטח הבידוד של כבל הנייר שמן קל לגרום לסדקים, שהם גורמים הגורמים לפריקה חלקית.
(2). הוסף שכבת מיגון של חומר מוליך למחצה על פני שכבת הבידוד, בעלת מגע טוב עם שכבת הבידוד הממוגנת ופוטנציאל שווה עם מעטפת המתכת, על מנת למנוע פריקה חלקית בין שכבת הבידוד לנדן.

על מנת להוליך באופן שווה את הליבה ולבודד את השדה החשמלי, לכבלי מתח בינוני וגבוה 6kV ומעלה יש בדרך כלל שכבת מגן מוליכים ושכבת מגן מבודדת, ולחלק מהכבלים במתח נמוך אין שכבת מגן. ישנם שני סוגים של שכבות מיגון: מיגון מוליך למחצה ומיגון מתכת.

2. כבל מסוכך
שכבת המיגון של כבל זה קלועה ברובה לרשת של חוטי מתכת או סרט מתכת, וקיימות מגוון דרכים שונות של מיגון בודד וסיכוך מרובה. מגן יחיד מתייחס לרשת מגן בודדת או סרט מגן, שיכולים לעטוף חוט אחד או יותר. מצב המיגון הרב הוא מספר רב של רשתות מיגון, וסרט המיגון נמצא בכבל אחד. חלקם משמשים לבידוד הפרעות אלקטרומגנטיות בין חוטים, וחלקם הם מיגון דו-שכבתי המשמש לחיזוק אפקט המיגון. מנגנון המיגון הוא הארקה של שכבת המיגון כדי לבודד את מתח ההפרעה המושרה של החוט החיצוני.

(1) מיגון מוליך למחצה
שכבת המגן המוליך למחצה מסודרת בדרך כלל על המשטח החיצוני של ליבת החוט המוליך והמשטח החיצוני של שכבת הבידוד, הנקראים שכבת המגן המוליך למחצה הפנימית ושכבת המגן המוליך למחצה החיצונית בהתאמה. שכבת המיגון המוליך למחצה מורכבת מחומר מוליך למחצה בעל התנגדות נמוכה מאוד ועובי דק. שכבת המיגון המוליכה למחצה הפנימית נועדה לייחד את השדה החשמלי על פני השטח החיצוניים של ליבת המוליך ולמנוע פריקה חלקית של המוליך והבידוד עקב פני השטח הלא אחידים של המוליך ומרווח האוויר הנגרם על ידי הליבה התקועה. שכבת המיגון המוליכה למחצה החיצונית נמצאת במגע טוב עם המשטח החיצוני של שכבת הבידוד, והיא שווי פוטנציאל למעטפת המתכת כדי למנוע פריקה חלקית עם מעטפת המתכת עקב פגמים כגון סדקים במשטח בידוד הכבל.

(2) מיגון מתכת
עבור כבלי חשמל במתח בינוני ונמוך ללא מעילי מתכת, יש להוסיף שכבת מגן מתכת בנוסף לשכבת מגן מוליכה למחצה. שכבת מגן המתכת עטופה בדרך כלל על ידיסרט נחושתאו חוט נחושת, הממלא בעיקר את התפקיד של מיגון השדה החשמלי.

מכיוון שהזרם דרך כבל החשמל גדול יחסית, השדה המגנטי יווצר סביב הזרם, על מנת לא להשפיע על רכיבים אחרים, כך ששכבת המיגון יכולה לסכך את השדה האלקטרומגנטי הזה בכבל. בנוסף, שכבת מיגון הכבלים יכולה למלא תפקיד מסוים בהגנה על הארקה. אם ליבת הכבל פגומה, הזרם הדלף יכול לזרום לאורך הזרימה הלמינרית המסוככת, כגון רשת ההארקה, כדי למלא תפקיד בהגנה על בטיחות. ניתן לראות שתפקידה של שכבת מגן הכבלים עדיין גדול מאוד.