电缆基本结构全解析|电力传输的核心要素

电缆基本结构全解析|电力传输的核心要素

按结构特征分类

1.统包型

绝缘线芯成缆后，外面包有统包绝缘，并置于同一内护套内。其结构简单，制造方便，适用于一般用途。

图1三芯统包型电缆

图片来源：周凯等著/中高压电缆系统老化诊断及修复

2.分相型

主要用于10~35kV的油纸绝缘及塑料绝缘电缆。

（1）分相屏蔽型

在三根屏蔽线芯成缆后统包以公共的金属护套。

图2三芯分相屏蔽型电缆

图片来源：周凯等著/中高压电缆系统老化诊断及修复

（2）分相铅（或铝）包型

在每一根绝缘线芯上单独地挤压以铅（或铝）护套，三根铅（或铝）包线芯成缆后再统包公共的护套。

图3三芯分相铅（或铝）包型电缆

图片来源：周凯等著/中高压电缆系统老化诊断及修复

3.自容型

护套内有压力的电缆。

（1）自容式充气电缆

通过在电缆内部充入气体来提高绝缘性能。

图4单芯自容式充气电缆

图片来源：周凯等著/中高压电缆系统老化诊断及修复

（2）自容式充油电缆

在电缆内部充入油，以增强绝缘和散热效果。

4.钢管型

具有钢管护套的电缆，能够提供良好的机械保护，适用于恶劣环境。

（1）钢管充油电缆

在电缆内部充入绝缘油，用于提高绝缘性能和冷却效果。

图5钢管充油电缆结构

图片来源：周凯等著/中高压电缆系统老化诊断及修复

（2）钢管充气电缆

在电缆内部充入高压气体，用于绝缘和防护。

（3）钢管有油压电缆

通过油压系统保持电缆内部的绝缘油压力，确保绝缘性能稳定。

（4）钢管有气压电缆

通过气压系统保持电缆内部的高压气体压力，确保绝缘性能稳定。

5.扁平型

由三根电缆线芯组成，呈一字排开，外观呈扁平状，一般作为远距离水下及海底电缆使用，其扁平结构有利于在水下敷设和安装。

按敷设环境分类

1.直埋电缆

直接埋在地中或沟内，并覆盖上沙土的电缆，需要具备良好的耐腐蚀性和机械强度，以适应地下环境。

2.构架电缆

敷设在沟内或隧道内的支架上的电缆，需要良好的弯曲性能和机械强度，以便在支架上固定和敷设。

3.水下电缆

敷设在湖泊、海洋和河流的电缆，需要具备良好的防水性能和抗压强度，以确保在水下长期安全运行。

按电流传输的形式分类

1.交流电缆

用于传输交流电，其结构设计需要考虑交流电的特性，如集肤效应等。

2.直流电缆

用于传输直流电，其绝缘材料和护套材料需要适应直流电的长期作用。

按电压等级分类

1.特高压电缆

用于特高压输电线路，具有极高的绝缘性能和机械强度。

2.超高压电缆

适用于超高压输电线路，能够在高电压下稳定运行。

3.高压电缆

用于高压输电线路，具有较高的绝缘等级和机械性能。

4.中压电缆

适用于中压配电线路，结构相对简单，但仍需具备良好的绝缘和机械性能。

5.低压电缆

用于低压配电线路，一般结构较为简单，绝缘层较薄。

按电缆的芯数分类

1.单芯电缆

只有一根导电线芯的电缆，适用于高电压等级的输电线路，能够有效减少电晕放电和绝缘材料的用量。

2.多芯电缆

具有两根或多根导电线芯的电缆，适用于多种电压等级和电流需求的场合，如35kV以下的配电线路。多芯电缆的绝缘层之间需要添加填料，以利于将电缆绞制成圆形，便于生产制造和施工敷设。

导体：电流的“高速通道”

在电力系统中，电缆导体如同高速公路，为电流提供快速通行的路径。导体的性能直接决定了电力传输的效率与稳定性。

1.导体材料

主要由铜、铝等高导电性能的金属制成。铜的电阻率低，能高效传导电流，而铝则在重量和成本上更具优势，便于在不同场景中广泛应用。

2.导体结构

为了满足大电流传输的需求，同时兼顾电缆的柔韧性，大截面导体常采用多根小直径的导线绞合而成。此设计不仅提高了电缆的弯曲性能，便于敷设，还能有效分散电流通过时产生的热量，防止导体因过热导致绝缘性能下降。多根导线相互协作，共同承担着电力传输的重任，确保电流稳定、高效地流动。

图6电缆导体结构

图片来源：周凯等著/中高压电缆系统老化诊断及修复

3.导体加工工艺

在导体加工过程中，绞合工艺至关重要。通过特定的绞合方式，可以确保导线之间的紧密排列，减少导线之间的相对运动，从而提高电缆的整体机械性能。此外，紧压工艺的应用能够进一步优化导体的性能。紧压后的导体外径更小，不仅有助于减少电缆绝缘和护套等材料的用量，还能降低电缆成品的外径，提高材料的利用率。