Podstawowa struktura kabla energetycznego składa się z warstw, z których każda pełni określone funkcje, zapewniając bezpieczny, wydajny i niezawodny przesył energii elektrycznej od źródła energii do użytkownika końcowego. Ta modułowa konstrukcja pozwala kablom dostosować się do różnorodnych wymagań, od dystrybucji niskiego napięcia po przesył ultrawysokiego napięcia, a także wytrzymywać obciążenia mechaniczne, chemiczne i środowiskowe podczas instalacji i długotrwałej eksploatacji.
Szczegółowa struktura i funkcje są następujące:
1. Przewodnik (rdzeń przewodzący)
Funkcja: Pełni funkcję głównego kanału do przesyłania energii elektrycznej, przewodzenia prądu i określania obciążalności prądowej kabla oraz jego wydajności przewodnictwa.
Materiały i procesy: Zazwyczaj wykonane z wysoce przewodzącej miedzi wyżarzanej (niska rezystywność, dobra elastyczność) lub ciągnionego aluminium. Aby zrównoważyć elastyczność i wytrzymałość, przewody są często formowane poprzez regularne splatanie wielu cienkich drutów. Ich kształt przekroju poprzecznego jest zoptymalizowany, aby szczelnie wypełnić przestrzeń izolacyjną i poprawić odprowadzanie ciepła.
2. Warstwy ekranujące
Funkcja: Ta para warstw półprzewodnikowych tworzy „układ wyrównujący”, który ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia równomiernego rozkładu pola elektrycznego w kablach średniego i wysokiego napięcia.
Osłona przewodu: ściśle wytłoczona na powierzchnię przewodu, wypełnia mikroskopijne nierówności i szczeliny w przewodzie linkowym, zapobiegając wyładowaniom koronowym i lokalnym przebiciom elektrycznym.
Osłona izolacyjna: ściśle przylega do zewnętrznej powierzchni warstwy izolacyjnej, ujednolica pole elektryczne i zapewnia płynne przejście do zewnętrznej metalowej warstwy ekranującej.
Materiał: Oba są materiałami półprzewodnikowymi o zdolności do sieciowania, których rezystywność objętościowa mieści się zazwyczaj w zakresie od 10² do 10⁵ Ω·cm.
3. Warstwa izolacyjna
Funkcja: Zapewnia izolację elektryczną, wytrzymuje napięcie robocze i przepięcia, zapobiegając awariom lub wyciekom.
Materiały: Materiał głównego nurtu toPolietylen usieciowany (XLPE)Kauczuk etylenowo-propylenowy (EPR) jest stosowany w zastosowaniach średniego napięcia i wymagających dużej elastyczności. Chlorek poliwinylu (PCW) jest stosowany głównie w sieciach dystrybucyjnych niskiego napięcia.
4. Warstwa osłony metalicznej
Funkcja: Zapewnia ścieżkę dla prądu zwarciowego, ekranowanie elektromagnetyczne i ochronę uziemienia.
Formularze:Taśma miedzianaekranowanie, ekranowanie z oplotu z drutu miedzianego lub faliste osłony metalowe (które pełnią również funkcję promieniowej bariery wodnej).
5. Warstwa wypełniająca
Funkcja: Wypełnia puste przestrzenie w kablach wielożyłowych, zapewniając stabilność konstrukcji, a także zapewniając dodatkową amortyzację i ochronę przed wilgocią.
Materiał: Materiały niehigroskopijne, takie jak linka rozrusznika z polipropylenu (PP) lub liny blokujące wodę.
6. Osłona wewnętrzna
Funkcja: Chroni metalową warstwę osłonową przed korozją i stanowi wstępną, promieniową barierę przed wodą i wilgocią.
Materiały: Ekstrudowane osłony z polietylenu (PE) lub polichlorku winylu (PCW). W zastosowaniach wymagających dobrej odporności na wodę często stosuje się osłony laminowane aluminium i polietylenem.
7. Warstwa pancerza
Funkcja: Zapewnia ochronę mechaniczną przed zgnieceniem podczas bezpośredniego zakopywania, ciągnięciem podczas instalacji i naprężeniem podczas układania okrętów podwodnych.
Rodzaje: Pancerz z taśm stalowych (głównie odporny na ściskanie) lub pancerz z drutu stalowego (wytrzymały na rozciąganie).
8.Powłoka zewnętrzna
Funkcja: Zewnętrzna warstwa ochronna, odporna na korozję środowiskową.
Materiał: Materiał osłonowy z PVC lub PE, z możliwością opracowania specjalnych materiałów osłonowych trudnopalnych, bezhalogenowych i niskodymowych.
9. Konstrukcje specjalne
Konstrukcja hydroizolacyjna: faliste osłony metalowe lub blokujące wodę proszki/taśmy/żele.
Konstrukcja ochrony przeciwpożarowej: Ceramizowalna guma silikonowa, taśmy mikowe lub materiały niskodymne, bezhalogenowe (LSZH).
Inteligentna integracja: niektóre kable zawierają zintegrowane jednostki światłowodowe do pomiaru temperatury lub komunikacji.
10. Przykład struktury (kabel jednożyłowy wysokiego napięcia)
Przewodnik miedziany → Ekran przewodnika → Izolacja XLPE → Ekran izolacyjny → Falista osłona metalowa → Osłona wewnętrzna PE → Pancerz z drutu stalowego → Osłona zewnętrzna.
11. Podsumowanie
Kabel energetyczny to precyzyjnie zaprojektowany produkt systemowy. Dobór materiałów i wdrożenie procesów dla każdej warstwy ma ogromny wpływ na wydajność transmisji, żywotność i poziom bezpieczeństwa kabla. Współczesna technologia kablowa rozwija się w kierunku wyższych poziomów napięcia, większej pojemności, wyższej niezawodności, większej inteligencji i lepszej ekologiczności.
Czas publikacji: 18 grudnia 2025 r.