在现代电力系统中,电力电缆是连接发电、输电、配电与用电环节的关键设备,承担着在不同场景下安全、传输电能的重要使命。相较于架空线路,它具有占地少、受外界环境影响小、运行可靠性高、美观性强等优势,广泛应用于城市电网、高层建筑、地下管网、工矿企业、轨道交通及海底输电等领域。
绝缘层包裹在导体外部,其核心作用是隔绝导体与外部环境,防止电能泄漏和短路事故发生,是保障电缆绝缘性能的关键。不同绝缘材料的绝缘层结构有所差异,但均需满足以下要求:具有优异的绝缘电阻(阻止电流泄漏)、耐击穿强度(抵抗高压电场下的击穿)、耐温性(适应运行时的温度变化)和耐老化性(延长使用寿命)。例如,交联聚乙烯绝缘层通常采用三层共挤工艺(导体屏蔽层 - 绝缘层 - 绝缘屏蔽层同步挤出),确保绝缘层厚度均匀、无气泡和杂质,提升绝缘可靠性。
护层是电力电缆的 “保护层”,位于电缆最外层,主要作用是保护内部结构免受机械损伤、化学腐蚀、水分侵入、生物侵蚀(如老鼠、白蚁啃咬)等外界因素的影响,分为内护层和外护层:
内护层:紧贴屏蔽层外侧,通常为金属护套(如铜护套、铝护套)或塑料护套(如聚乙烯护套),主要起到密封、防水和防腐蚀的作用。金属护套还具有一定的机械强度,能抵御轻微的机械冲击;塑料护套则具有重量轻、柔韧性好的优点。
外护层:包裹在内护层外侧,根据应用场景的不同,采用不同的材料和结构。例如,在地下直埋敷设的电缆中,外护层通常为钢带铠装 + 聚乙烯护套,钢带铠装能抵御土壤压力和机械挖掘的损伤;在水下或潮湿环境中,会采用钢丝铠装 + 防水护套,提升电缆的抗拉强度和防水性能;在有防火要求的场景(如高层建筑、地铁隧道),外护层会采用阻燃材料(如阻燃聚乙烯、低烟无卤阻燃护套),以阻止火焰蔓延和减少有毒烟雾释放。
虽然电力电缆以地下敷设为主,但在部分特殊场景下(如山区、跨江河、临时供电),也会采用架空敷设方式,即将电缆通过绝缘子固定在杆塔上。架空电缆需采用具有高强度护层的专用电缆(如架空绝缘电缆),以抵御风吹、日晒、雨淋等外界环境影响。这种方式施工简单、成本低、散热好,但受外界环境影响大(如雷击、覆冰),安全性和美观性较差,仅适用于无法进行地下敷设的特殊场景。