Grundstrukturen för en kraftkabel är utformad i lager, där varje lager utför specifika funktioner för att säkerställa säker, effektiv och tillförlitlig överföring av elektrisk energi från kraftkällan till slutanvändaren. Denna modulära design gör att kablar kan anpassas till olika krav, från lågspänningsdistribution till ultrahögspänningsöverföring, och att de kan motstå mekaniska, kemiska och miljömässiga påfrestningar under installation och långvarig drift.
Den detaljerade strukturen och funktionerna är följande:
1. Ledare (ledande kärna)
Funktion: Fungerar som kärnkanal för överföring av elektrisk energi, strömförsörjning och bestämning av kabelns strömförande kapacitet och konduktivitet.
Material och processer: Vanligtvis tillverkade av högledande glödgad koppar (låg resistivitet, god flexibilitet) eller hårddragna aluminiumledare. För att balansera flexibilitet och styrka formas ledare ofta genom att regelbundet trä flera fina trådar. Deras tvärsnittsformer är optimerade för att tätt fylla isoleringsutrymmet och förbättra värmeavledningen.
2. Skyddande lager
Funktion: Detta par av halvledande lager bildar ett "utjämningssystem", avgörande för att säkerställa en jämn elektrisk fältfördelning i mellan- och högspänningskablar.
Ledarskydd: Extruderad tätt på ledarytan, fyller den mikroskopiska ojämnheter och mellanrum i den fåtrådiga ledaren, vilket förhindrar koronaurladdning och lokal elektrisk trädbildning.
Isoleringssköld: Tätt monterad på isoleringsskiktets yttre yta, jämnar den ut det elektriska fältet och ger en smidig övergång till det yttre metalliska sköldskiktet.
Material: Båda är tvärbindningsbara halvledande material, med en volymresistivitet som vanligtvis kontrolleras inom intervallet 10² till 10⁵ Ω·cm.
3. Isoleringslager
Funktion: Ger elektrisk isolering, motstår driftspänning och överspänningar för att förhindra haveri eller läckage.
Material: Vanligt förekommande material ärTvärbunden polyeten (XLPE)Etylenpropylengummi (EPR) används för mellanspännings- och högflexibla tillämpningar. Polyvinylklorid (PVC) används huvudsakligen i lågspänningsdistributionsnät.
4. Metalliskt sköldlager
Funktion: Ger en väg för felström, elektromagnetisk avskärmning och jordningsskydd.
Blanketter:Koppartejpskärmning, koppartrådsflätad skärmning eller korrugerade metallmantlar (som också fungerar som en radiell vattenbarriär).
5. Fyllningslager
Funktion: Fyller hålrum i flerkärniga kablar för att bibehålla strukturell stabilitet och ger extra dämpning och fuktskydd.
Material: Icke-hygroskopiska material såsom dragsnöre av polypropen (PP) eller vattentäta rep.
6. Inre mantel
Funktion: Skyddar det metalliska skyddsskiktet mot korrosion och utgör en preliminär radiell vatten- och fuktbarriär.
Material: Mantlar av extruderad polyeten (PE) eller polyvinylklorid (PVC). För tillämpningar som kräver god vattentäthet används ofta laminerade mantlar av aluminium-polyeten.
7. Pansarlager
Funktion: Ger mekaniskt skydd mot krossning vid direkt nedgrävning, drag under installation och spänning vid ubåtsläggning.
Typer: Stålbandspansar (främst för tryckhållfasthet) eller ståltrådspansar (för draghållfasthet).
8. Yttre mantel
Funktion: Yttersta skyddslagret, motståndskraftigt mot miljökorrosion.
Material: Mantelmaterial i PVC eller PE, med möjlighet att utveckla flamskyddade, halogenfria och rökfattiga specialmantelmaterial.
9. Specialkonstruktioner
Vattentätande struktur: Korrugerade metallmantlar eller vattenblockerande pulver/tejp/geler.
Brandskyddsstruktur: Keramifierbart silikongummi, glimmertejper eller LSZH-material (rökfattiga halogenfria material).
Smart integration: Vissa kablar integrerar optiska fiberenheter för temperaturmätning eller kommunikation.
10. Strukturexempel (högspänningskabel med en kärna)
Kopparledare → Ledarskärm → XLPE-isolering → Isoleringsskärm → Korrugerad metallisk skärm → PE-innermantel → Ståltrådsskydd → Yttermantel.
11. Sammanfattning
En kraftkabel är en noggrant konstruerad systemprodukt. Materialvalet och implementeringen av processer för varje lager påverkar kabelns överföringseffektivitet, livslängd och säkerhetsnivå djupt. Modern kabelteknik utvecklas mot högre spänningsnivåer, större kapacitet, högre tillförlitlighet, ökad intelligens och förbättrad miljömässig hållbarhet.
Publiceringstid: 18 dec 2025