L'estructura bàsica d'un cable d'alimentació està dissenyada en capes, i cada capa realitza funcions específiques per garantir una transmissió segura, eficient i fiable de l'energia elèctrica des de la font de generació d'energia fins a l'usuari final. Aquest disseny modular permet que els cables s'adaptin a diversos requisits, des de la distribució de baixa tensió fins a la transmissió d'ultra alta tensió, i que suportin tensions mecàniques, químiques i ambientals durant la instal·lació i el funcionament a llarg termini.
L'estructura i les funcions detallades són les següents:
1. Conductor (nucli conductor)
Funció: Serveix com a canal principal per transmetre energia elèctrica, transportar el corrent i determinar la capacitat de càrrega de corrent i l'eficiència de conductivitat del cable.
Materials i processos: Normalment fets de coure recuit altament conductor (baixa resistivitat, bona flexibilitat) o conductors d'alumini estirat. Per equilibrar la flexibilitat i la resistència, els conductors sovint es formen trenant regularment diversos cables fins. Les seves formes de secció transversal estan optimitzades per omplir fermament l'espai d'aïllament i millorar la dissipació de la calor.
2. Capes de blindatge
Funció: Aquest parell de capes semiconductores forma un "sistema d'equalització", crucial per garantir una distribució uniforme del camp elèctric en cables de mitjana i alta tensió.
Escut del conductor: Extrudit fermament sobre la superfície del conductor, omple les irregularitats microscòpiques i els intersticis dins del conductor trenat, evitant la descàrrega de corona i l'arborització elèctrica local.
Escut d'aïllament: ajustat fermament a la superfície exterior de la capa d'aïllament, uniforma el camp elèctric i proporciona una transició suau a la capa de blindatge metàl·lic exterior.
Material: Tots dos són materials semiconductors reticulables, amb una resistivitat volumètrica controlada normalment dins del rang de 10² a 10⁵ Ω·cm.
3. Capa d'aïllament
Funció: Proporciona aïllament elèctric, suportant la tensió de funcionament i les sobretensions per evitar avaries o fuites.
Materials: El material principal ésPolietilè reticulat (XLPE)El cautxú d'etilè propilè (EPR) s'utilitza per a aplicacions de mitjana tensió i alta flexibilitat. El clorur de polivinil (PVC) s'utilitza principalment en xarxes de distribució de baixa tensió.
4. Capa de protecció metàl·lica
Funció: Proporciona una via per al corrent de fallada, blindatge electromagnètic i protecció de connexió a terra.
Formularis:Cinta de coureblindatge, blindatge de trena de filferro de coure o beines metàl·liques corrugades (que també proporcionen una funció de barrera radial a l'aigua).
5. Capa de farciment
Funció: Omple els buits dels cables multinucli per mantenir l'estabilitat estructural i proporciona un amortiment auxiliar i protecció contra la humitat.
Material: Materials no higroscòpics com ara cordes de riping de polipropilè (PP) o cordes que bloquegen l'aigua.
6. Funda interior
Funció: Protegeix la capa de blindatge metàl·lic de la corrosió i proporciona una barrera radial preliminar contra l'aigua i la humitat.
Materials: Beines de polietilè extruït (PE) o clorur de polivinil (PVC). Per a aplicacions que requereixen un bon rendiment de bloqueig d'aigua, sovint s'utilitzen beines laminades d'alumini-polietilè.
7. Capa d'armadura
Funció: Proporciona protecció mecànica contra l'aixafament durant l'enterrament directe, l'estirament durant la instal·lació i la tensió durant la col·locació submarina.
Tipus: armadura de cinta d'acer (principalment per a resistència a la compressió) o armadura de filferro d'acer (per a resistència a la tracció).
8. Funda exterior
Funció: Capa de protecció més externa, resistent a la corrosió ambiental.
Material: Material de revestiment de PVC o PE, amb la possibilitat de desenvolupar materials de revestiment especials ignífugs, sense halògens i amb baixa emissió de fums.
9. Construccions especials
Estructura d'impermeabilització: Beines metàl·liques corrugades o pols/cintes/gels impermeabilitzants.
Estructura de protecció contra incendis: cautxú de silicona ceramificable, cintes de mica o materials de baixa emissió de fums i zero halògens (LSZH).
Integració intel·ligent: alguns cables integren unitats de fibra òptica per al mesurament o la comunicació de la temperatura.
10. Exemple d'estructura (cable unifilar d'alta tensió)
Conductor de coure → Escut de conductor → Aïllament XLPE → Escut d'aïllament → Escut metàl·lic corrugat → Funda interior de PE → Armadura de filferro d'acer → Funda exterior.
11. Resum
Un cable d'alimentació és un producte de sistema dissenyat amb precisió. La selecció de materials i la implementació de processos per a cada capa influeixen profundament en l'eficiència de transmissió, la vida útil i el nivell de seguretat del cable. La tecnologia moderna dels cables s'està desenvolupant cap a nivells de voltatge més alts, una major capacitat, una major fiabilitat, una major intel·ligència i una millora de la sostenibilitat ambiental.
Data de publicació: 18 de desembre de 2025