Pagrindinė maitinimo kabelio struktūra yra suprojektuota sluoksniais, kiekvienas sluoksnis atlieka specifines funkcijas, kad būtų užtikrintas saugus, efektyvus ir patikimas elektros energijos perdavimas iš energijos gamybos šaltinio galutiniam vartotojui. Ši modulinė konstrukcija leidžia kabelius pritaikyti įvairiems reikalavimams – nuo žemos įtampos paskirstymo iki itin aukštos įtampos perdavimo – ir atlaikyti mechaninius, cheminius ir aplinkos poveikius įrengimo ir ilgalaikio eksploatavimo metu.
Išsami struktūra ir funkcijos yra tokios:
1. Laidininkas (laidus šerdis)
Funkcija: tarnauja kaip pagrindinis kanalas elektros energijai perduoti, srovei tekėti ir kabelio srovės pralaidumui bei laidumo efektyvumui nustatyti.
Medžiagos ir procesai: Paprastai gaminami iš labai laidžios atkaitintos varinės medžiagos (maža varža, geras lankstumas) arba kietai temptų aliuminio laidininkų. Siekiant subalansuoti lankstumą ir stiprumą, laidininkai dažnai formuojami reguliariai suvyniojant kelis plonus laidus. Jų skerspjūvio formos yra optimizuotos taip, kad sandariai užpildytų izoliacijos ertmę ir pagerintų šilumos išsklaidymą.
2. Apsauginiai sluoksniai
Funkcija: Ši puslaidininkinių sluoksnių pora sudaro „išlyginamąją sistemą“, kuri yra labai svarbi užtikrinant tolygų elektrinio lauko pasiskirstymą vidutinės ir aukštos įtampos kabeliuose.
Laidininko ekranas: sandariai užspaustas ant laidininko paviršiaus, jis užpildo mikroskopinius nelygumus ir tarpus daugiagysliame laidininkuose, užkirsdamas kelią vainikinei iškrovai ir vietiniam elektros medžio susidarymui.
Izoliacijos ekranas: sandariai pritvirtintas prie išorinio izoliacijos sluoksnio paviršiaus, jis suvienodina elektrinį lauką ir užtikrina sklandų perėjimą prie išorinio metalinio ekrano sluoksnio.
Medžiaga: Abi yra susijungiančios puslaidininkinės medžiagos, kurių tūrinė varža paprastai kontroliuojama nuo 10² iki 10⁵ Ω·cm diapazone.
3. Izoliacijos sluoksnis
Funkcija: Užtikrina elektros izoliaciją, atlaiko darbinę įtampą ir viršįtampius, kad būtų išvengta gedimų ar nuotėkio.
Medžiagos: Pagrindinė medžiaga yraSusiūtas polietilenas (XLPE)Etileno propileno kaučiukas (EPR) naudojamas vidutinės įtampos ir didelio lankstumo srityse. Polivinilchloridas (PVC) daugiausia naudojamas žemos įtampos skirstomuosiuose tinkluose.
4. Metalinis apsauginis sluoksnis
Funkcija: Suteikia kelią gedimo srovei, elektromagnetiniam ekranavimui ir įžeminimo apsaugai.
Formos:Vario juostaekranavimas, varinės vielos pynimo ekranavimas arba gofruoti metaliniai apvalkalai (kurie taip pat atlieka radialinio vandens barjero funkciją).
5. Užpildymo sluoksnis
Funkcija: Užpildo daugiagyslių kabelių tuštumas, kad išlaikytų konstrukcijos stabilumą, ir suteikia papildomą amortizaciją bei apsaugą nuo drėgmės.
Medžiaga: Nehigroskopinės medžiagos, tokios kaip polipropileno (PP) virvelė arba vandenį atstumiančios virvės.
6. Vidinis apvalkalas
Funkcija: Apsaugo metalinį apsauginį sluoksnį nuo korozijos ir sudaro preliminarų radialinį vandens ir drėgmės barjerą.
Medžiagos: ekstruzinio polietileno (PE) arba polivinilchlorido (PVC) apvalkalai. Tais atvejais, kai reikalingas geras vandens nepraleidžiantis paviršius, dažnai naudojami aliuminio ir polietileno laminuoti apvalkalai.
7. Šarvų sluoksnis
Funkcija: Suteikia mechaninę apsaugą nuo sutraiškymo tiesiogiai užkasant, tempimo montavimo metu ir įtempimo klojant povandeninį laivą.
Tipai: plieninės juostos šarvai (daugiausia atsparumui gniuždymui) arba plieninės vielos šarvai (tempimo stiprumui).
8. Išorinis apvalkalas
Funkcija: Išorinis apsaugos sluoksnis, atsparus aplinkos korozijai.
Medžiaga: PVC arba PE apvalkalo medžiaga, su galimybe pagaminti specialias ugniai atsparias, behalogenes ir mažai dūmų išskiriančias apvalkalo medžiagas.
9. Specialios konstrukcijos
Hidroizoliacinė konstrukcija: gofruoti metaliniai apvalkalai arba vandenį atstumiantys milteliai/juostos/geliai.
Priešgaisrinė konstrukcija: keramizuojama silikoninė guma, žėručio juostos arba mažai dūmingos nulinės halogeninės (LSZH) medžiagos.
Išmanioji integracija: kai kuriuose kabeliuose integruoti optinio pluošto įrenginiai temperatūros matavimui arba ryšiui.
10. Konstrukcijos pavyzdys (aukštos įtampos viengyslis kabelis)
Vario laidininkas → Laidininko ekranas → XLPE izoliacija → Izoliacijos ekranas → Gofruotas metalinis ekranas → PE vidinis apvalkalas → Plieninės vielos šarvai → Išorinis apvalkalas.
11. Santrauka
Maitinimo kabelis yra tiksliai suprojektuotas sistemos produktas. Medžiagų pasirinkimas ir kiekvieno sluoksnio procesų įgyvendinimas daro didelę įtaką kabelio perdavimo efektyvumui, tarnavimo laikui ir saugos lygiui. Šiuolaikinės kabelių technologijos vystosi siekiant aukštesnės įtampos, didesnės talpos, didesnio patikimumo, didesnio išmanumo ir geresnio aplinkos tvarumo.
Įrašo laikas: 2025 m. gruodžio 18 d.