1、電力電纜的定義

電力電纜是一種用于傳輸和分配電能的電纜，廣泛應(yīng)用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站引出線路、工礦企業(yè)內(nèi)部供電及過江海水下輸電線等場合。它主要由導(dǎo)體、絕緣材料和護套等部分組成，能夠?qū)⒏邏?、中壓或低壓電能輸送到各種類型的設(shè)備中，如建筑物、工廠、通信系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)等。電力電纜的基本結(jié)構(gòu)包含三個部分：導(dǎo)體、絕緣材料和護套層。其中，導(dǎo)體負責(zé)傳輸電流；絕緣材料將導(dǎo)體隔離在一個不導(dǎo)電的環(huán)境中，以防止短路和電擊；護套層則起到保護密封作用，使絕緣層不被潮氣浸入，不受外界損傷，保持絕緣性能。

2、電力電纜主要特征

1）結(jié)構(gòu)組成：

a、線芯（導(dǎo)體）：線芯是電力電纜中負責(zé)傳輸電能的部分，它由一根或數(shù)根導(dǎo)線絞合而成，主要作用是輸送電能。線芯的材料和截面大小直接影響電纜的電氣性能和傳輸能力。b、絕緣層：絕緣層位于線芯之外，其主要功能是將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣上彼此隔離，保證電能的安全輸送。絕緣層的材料和厚度對電纜的電氣安全性和使用壽命有重要影響。

c、屏蔽層：屏蔽層的作用主要是改善電場分布情況，減小切向應(yīng)力，對于多芯電纜，絕緣線芯之間還需增加填芯和填料，以便于電纜的整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，減少電磁干擾。

d、保護層：保護層通常位于電纜的最外層，其作用是保護電纜免受外界環(huán)境因素的影響，如機械損傷、化學(xué)腐蝕等，確保電纜的長期穩(wěn)定運行。

e、填充結(jié)構(gòu)和抗拉元件：在某些特定類型的電纜中，為了提高電纜的機械強度和耐久性，會在電纜內(nèi)部添加填充結(jié)構(gòu)和抗拉元件。這些結(jié)構(gòu)有助于提高電纜的整體性能，使其能夠更好地適應(yīng)不同的使用環(huán)境和條件。

導(dǎo)體是如何傳輸電流的？

電力電纜的導(dǎo)體傳輸電流的基本原理是通過有傳導(dǎo)電流功能的實心單線或絞合組成的導(dǎo)體進行電能的傳輸。在電纜體外面包覆具有耐受電壓的絕緣材料，以保證電力電纜的正常工作。導(dǎo)體是電力電纜中唯一負責(zé)傳輸電能的部分，通常使用銅或鋁制成，其主要作用是提供電子流動的通道，從而實現(xiàn)電能輸送。此外，電纜中的電流傳輸還涉及到一些特殊現(xiàn)象，例如趨膚效應(yīng)，這是指高頻信號的電流流過電纜時，電流集中于導(dǎo)體表面而使導(dǎo)體有效橫截面積減少、電阻值加大的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象說明，在特定條件下，電流的分布和傳輸方式會受到影響。電力電纜的導(dǎo)體通過提供一個電子流動的通道來傳輸電流，同時，電纜的設(shè)計和材料選擇（如使用高電導(dǎo)率的金屬材料）以及特殊現(xiàn)象（如趨膚效應(yīng)）都會影響電流的傳輸效率和方式。

絕緣材料：隔離導(dǎo)體，防止短路和電擊。

絕緣層的作用是隔離導(dǎo)體之間的電場，防止因電壓過高引起的漏電等問題，并防止與外界環(huán)境產(chǎn)生電氣聯(lián)系。這種隔離作用是通過使用具有高耐電強度的絕緣材料來實現(xiàn)的，這些材料能夠有效地阻止電流的流動。礦物絕緣電纜使用氧化鎂粉末作為無機絕緣材料來隔離導(dǎo)體與護套，而常見的電線電纜絕緣層材料包括聚氯乙烯(PVC)、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)、氟塑料、橡皮料、乙丙橡膠料和硅橡膠絕緣料等。此外，絕緣層的設(shè)計還考慮到了保持低污染等級的重要性，以充分發(fā)揮其在高壓和超高壓電纜中的作用。

護套層：保護絕緣層，防止外界損傷。

a、防止水分和潮氣侵入：電纜內(nèi)護套的作用之一是防止絕緣層受到濕氣的影響，保持絕緣層的干燥狀態(tài)，從而避免因受潮導(dǎo)致的絕緣性能下降或損壞。

b、防護機械損傷：電纜護套層能夠承受外力作用，減少機械力對電纜的影響，保護電纜在敷設(shè)、運輸和使用過程中免受機械損傷。特別是外護層，它位于最外層，可以有效防止鎧裝層受到侵蝕，進一步保護內(nèi)護層免受外界影響和機械損傷。

c、抵抗化學(xué)腐蝕：電纜護套層還能防止絕緣層受到化學(xué)侵蝕性介質(zhì)的作用，如酸、堿等，保護絕緣層不被化學(xué)物質(zhì)破壞。

d、屏蔽和防腐蝕：對于金屬護套（內(nèi)護層）和外護層構(gòu)成的保護層，它們不僅起到機械保護作用，還具有防腐蝕性、抗壓抗拉性和阻燃性，這些特性有助于延長電纜的使用壽命并保證其長期穩(wěn)定的電氣性能。

e、流過短路電流：內(nèi)護層還可以流過短路電流，這在電纜發(fā)生故障時尤為重要，可以有效地分攤短路電流，避免直接對絕緣層造成損害。

2）電力電纜的主要特征包括：

工作電壓較高，要求具有優(yōu)良的電氣絕緣性能；傳輸容量較大，對電纜的熱性能考慮突出；通常固定敷設(shè)于各種環(huán)境條件下（如地下、隧道溝管、豎井斜坡以及水下等），并要求可靠地運行數(shù)十年，因此對護套的材料與結(jié)構(gòu)有特殊要求。

電力電纜的結(jié)構(gòu)主要包括一根或數(shù)根導(dǎo)線絞合而成的線芯，裹以相應(yīng)的絕緣層后，外面包上密閉包皮（鋁、鉛或塑料）。此外，電力電纜還具有導(dǎo)電絕緣傳輸性能、抗拉強度、伸展率、彎曲性、彈性、振動耐磨性、抗沖擊以及耐熱等級等特點。

3）電力電纜應(yīng)用領(lǐng)域：

電力電纜的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括但不限于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站引出線路、工礦企業(yè)內(nèi)部供電及過江海水下輸電線等。根據(jù)國家規(guī)劃，電力電纜在新能源、智慧電網(wǎng)、軌道交通、航空航天、海洋工程等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。此外，電力電纜還在電力系統(tǒng)中起到關(guān)鍵作用，用于電力的傳輸和分配。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的增加，電力電纜行業(yè)的產(chǎn)品升級趨勢明顯，預(yù)計到2026年行業(yè)需求規(guī)模有望接近1.8萬億元。

3、電力電纜分類

4、電力電纜的特殊工藝技術(shù)

1）非規(guī)則絞合：包括束絞、同心復(fù)絞、特殊絞合等，這些絞合方式主要用于電力電纜上，以滿足特定的性能要求。

2）絕緣擠出塑料電線電纜主要采用擠包實心型絕緣層，其主要技術(shù)要求包括偏心度，即擠出的絕緣厚度的偏差值，這是體現(xiàn)擠出工藝水平的重要標志。

3）成纜的技術(shù)要求：主要是防止異形絕緣芯翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電纜彎曲；二是防止絕緣層劃傷。大多數(shù)電纜都伴隨著另外兩個過程完成：填充，保證電纜的完整性和功能性。

4）特種電纜：特種電力電纜是一種應(yīng)用于特殊工作環(huán)境的電力電纜，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、制作工藝相對于普通電力電纜更加復(fù)雜、更加耐用。特種電纜大致可分為耐高溫電線電纜、功能化電線電纜、新型綠色絕緣環(huán)保電線電纜、用途和結(jié)構(gòu)特殊的電線電纜四大類。

5）技術(shù)創(chuàng)新：我國十余家線纜企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新，解決了設(shè)計與制造中的一系列難題，增強了我國高壓海底電纜的制造能力。這表明電力電纜的制造技術(shù)不斷進步，特別是在高壓海底電纜領(lǐng)域。

6）綠色低碳裝備開發(fā)：采用"問題導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合、跨學(xué)科協(xié)同"的創(chuàng)新模式，全面開展聚丙烯電纜料性能提升、電纜制造和評價方法研究，這是響應(yīng)"雙碳"目標的電力電纜裝備開發(fā)新進展。

5、電力電纜的優(yōu)點與挑戰(zhàn)

電力電纜的優(yōu)點在于其占地少、可靠性高、維護工作量少等，但同時也面臨著成本高、環(huán)保和質(zhì)量監(jiān)管嚴格等挑戰(zhàn)。