電纜基本結構全解析，電力傳輸的核心要素

1按結構特征分類

1.統包型

絕緣線芯成纜后，外面包有統包絕緣，并置于同一內護套內。其結構簡單，制造方便，適用于一般用途。

2.分相型

主要用于10~35kV的油紙絕緣及塑料絕緣電纜。

（1）分相屏蔽型

在三根屏蔽線芯成纜后統包以公共的金屬護套。

（2）分相鉛（或鋁）包型

在每一根絕緣線芯上單獨地擠壓以鉛（或鋁）護套，三根鉛（或鋁）包線芯成纜后再統包公共的護套。

3.自容型

護套內有壓力的電纜。

（1）自容式充氣電纜

通過在電纜內部充入氣體來提高絕緣性能。

（2）自容式充油電纜

在電纜內部充入油，以增強絕緣和散熱效果。

4.鋼管型

具有鋼管護套的電纜，能夠提供良好的機械保護，適用于惡劣環境。

（1）鋼管充油電纜

在電纜內部充入絕緣油，用于提高絕緣性能和冷卻效果。

（2）鋼管充氣電纜

在電纜內部充入高壓氣體，用于絕緣和防護。

（3）鋼管有油壓電纜

通過油壓系統保持電纜內部的絕緣油壓力，確保絕緣性能穩定。

（4）鋼管有氣壓電纜

通過氣壓系統保持電纜內部的高壓氣體壓力，確保絕緣性能穩定。

5.扁平型

由三根電纜線芯組成，呈一字排開，外觀呈扁平狀，一般作為遠距離水下及海底電纜使用，其扁平結構有利于在水下敷設和安裝。

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按敷設環境分類

1.直埋電纜

直接埋在地中或溝內，并覆蓋上沙土的電纜，需要具備良好的耐腐蝕性和機械強度，以適應地下環境。

2.構架電纜

敷設在溝內或隧道內的支架上的電纜，需要良好的彎曲性能和機械強度，以便在支架上固定和敷設。

3.水下電纜

敷設在湖泊、海洋和河流的電纜，需要具備良好的防水性能和抗壓強度，以確保在水下長期安全運行。

3按電流傳輸的形式分類

1.交流電纜

用于傳輸交流電，其結構設計需要考慮交流電的特性，如集膚效應等。

2.直流電纜

用于傳輸直流電，其絕緣材料和護套材料需要適應直流電的長期作用。

4按電壓等級分類

1.特高壓電纜

用于特高壓輸電線路，具有極高的絕緣性能和機械強度。

2.超高壓電纜

適用于超高壓輸電線路，能夠在高電壓下穩定運行。

3.高壓電纜

用于高壓輸電線路，具有較高的絕緣等級和機械性能。

4.中壓電纜

適用于中壓配電線路，結構相對簡單，但仍需具備良好的絕緣和機械性能。

5.低壓電纜

用于低壓配電線路，一般結構較為簡單，絕緣層較薄。

5按電纜的芯數分類

1.單芯電纜

只有一根導電線芯的電纜，適用于高電壓等級的輸電線路，能夠有效減少電暈放電和絕緣材料的用量。

2.多芯電纜

具有兩根或多根導電線芯的電纜，適用于多種電壓等級和電流需求的場合，如35kV以下的配電線路。多芯電纜的絕緣層之間需要添加填料，以利于將電纜絞制成圓形，便于生產制造和施工敷設。

導體：電流的“高速通道”

在電力系統中，電纜導體如同高速公路，為電流提供快速通行的路徑。導體的性能直接決定了電力傳輸的效率與穩定性。

1.導體材料

主要由銅、鋁等高導電性能的金屬制成。銅的電阻率低，能高效傳導電流，而鋁則在重量和成本上更具優勢，便于在不同場景中廣泛應用。

2.導體結構

為了滿足大電流傳輸的需求，同時兼顧電纜的柔韌性，大截面導體常采用多根小直徑的導線絞合而成。此設計不僅提高了電纜的彎曲性能，便于敷設，還能有效分散電流通過時產生的熱量，防止導體因過熱導致絕緣性能下降。多根導線相互協作，共同承擔著電力傳輸的重任，確保電流穩定、高效地流動。

3.導體加工工藝

在導體加工過程中，絞合工藝至關重要。通過特定的絞合方式，可以確保導線之間的緊密排列，減少導線之間的相對運動，從而提高電纜的整體機械性能。此外，緊壓工藝的應用能夠進一步優化導體的性能。緊壓后的導體外徑更小，不僅有助于減少電纜絕緣和護套等材料的用量，還能降低電纜成品的外徑，提高材料的利用率。

絕緣層：守護電力傳輸的“防護墻”

在電力系統中，電纜絕緣層如同堅固的防護墻，守護著電力的穩定傳輸。其不僅將導體與外界隔離，防止電流泄漏，還能承受一定的電壓，保障電力傳輸的安全性。

1.功能作用

絕緣層的主要作用是將導體與外界隔離，防止電流泄漏，同時能夠承受一定的電壓，保障電力傳輸的安全性。絕緣層的厚度與電纜的工作電壓密切相關。一般來說，電壓等級越高，絕緣層需要越厚，以提供足夠的電氣絕緣強度。

2.絕緣材料

（1）紙絕緣

主要成分是纖維素（C6H10O5）n，具有高穩定性和耐熱性，允許長期運行溫度達65℃。其不溶于水、酒精、醚、萘等有機溶劑，不與弱堿及氧化劑等起作用，耐電強度高，使用壽命長，一般可用50年左右。

制作工藝相對復雜，為確保其高質量，干燥過程均在真空下進行。

（2）塑料絕緣

現代電力傳輸的重要組成部分，以其制造工藝簡單、成本低、敷設方便等優點，在電力系統中廣泛應用。

常見塑料絕緣材料包括PVC、PE、XLPE等。PVC具有良好的絕緣性能和耐化學腐蝕性，適用于10kV及以下電壓等級；PE電氣性能優異，常溫下具有一定的韌性和柔性，但需解決耐老化等問題；XLPE通過交聯工藝提高了機械性能和耐熱性，成為電纜絕緣材料的首選。

（3）橡膠絕緣

以天然橡膠為主體，加入各種添加劑硫化而成。其具有良好的電氣性能、吸水性低和柔軟性好等優點，但耐熱性差，易受熱空氣和油類影響。主要用于發電廠、變電所和工廠企業內部的連接線。

3.性能要求

需要具備高電氣擊穿強度、低介質損耗、高絕緣電阻等性能，同時，還需要具備良好的耐熱性能和機械強度，以適應不同的環境條件和使用要求。在特殊環境下，如水下電纜、直埋電纜等，絕緣層還需要具備防水、防腐蝕等特性，以確保電纜的長期穩定運行。

保護層：電網安全的“隱形鎧甲”

在電纜的復雜結構中，保護層可以保護電纜在敷設和運行過程中，免遭機械損傷和各種環境因素等的破壞，以保持長時穩定的電氣性能。如同一層“隱形鎧甲”，默默守護著電纜免受外界侵害。

1.材料構成

電纜保護層主要分為金屬材料和非金屬材料兩大類。金屬材料如鋁、鉛、鋼、銅等，用于制造密封護套和鎧裝，能抵御機械損傷和水分侵入；非金屬材料如橡膠、塑膠、涂料以及各種纖維制品等，具備防水和防腐蝕功能，增強電纜的環境適應性。

2.功能作用

保護層不僅防止水分侵入電纜內部，避免絕緣層受潮損壞，還能在一定程度上承受外力沖擊，保護電纜在敷設和運行過程中不受損傷。例如，在直埋電纜中，外護層可以防止土壤中的石塊、尖銳物對電纜造成劃傷或擠壓；在構架電纜中，又能適應支架的排列和固定要求，確保電纜穩定敷設。

3.質量影響

電纜保護層的質量直接關系到電纜的使用壽命。高質量的保護層能夠有效抵御外界環境的影響，減少電纜故障的發生，提高電網的可靠性和穩定性。因此，在電纜的制造和選型過程中，保護層的質量和性能都是不可忽視的重要因素。

屏蔽層：優化電場分布的“調節器”

對于中高壓電纜，屏蔽層是不可或缺的重要組成部分，其如同電場分布的“調節器”，確保電纜在高電壓環境下能夠穩定、安全地運行。

1.結構組成

電纜屏蔽層分為內半導電屏蔽層和外半導電屏蔽層。內半導電屏蔽層，也稱為導體屏蔽層，位于導體與絕緣層之間；外半導電屏蔽層，也稱為絕緣屏蔽層，位于絕緣層與金屬屏蔽層之間。

2.功能作用

主要作用是改善電纜內部的電場分布，使電場更加均勻，避免因電場集中而引發局部放電，從而提高電纜的運行可靠性和使用壽命。內半導電屏蔽層與導體等電位，并與絕緣層緊密接觸，能夠消除導體表面的不平整和氣隙，防止在導體與絕緣層之間產生電暈放電。外半導電屏蔽層則與金屬屏蔽層等電位，避免在絕緣層與金屬屏蔽層之間出現電場集中現象。

3.材料構成

中高壓電纜使用的半導電層屏蔽料對生產設備、加工工藝和生產環境的要求非常高，目前國內大多數生產廠家主要出產35kV及以下的XLPE電纜用屏蔽料。

4.重要作用

屏蔽層在電纜運行中起著至關重要的作用。其不僅能夠提高電纜的電氣性能，減少電暈放電和局部放電的發生，從而延長電纜的使用壽命；還能增強電纜的機械性能，提供一定的機械保護。此外，屏蔽層還能防止外界電磁干擾，確保電力傳輸的穩定性。