Η βασική δομή ενός καλωδίου τροφοδοσίας σχεδιάζεται σε στρώσεις, με κάθε στρώση να εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες για να διασφαλίζει την ασφαλή, αποτελεσματική και αξιόπιστη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας από την πηγή παραγωγής ενέργειας στον τελικό χρήστη. Αυτός ο αρθρωτός σχεδιασμός επιτρέπει στα καλώδια να προσαρμόζονται σε διάφορες απαιτήσεις, από τη διανομή χαμηλής τάσης έως τη μετάδοση εξαιρετικά υψηλής τάσης, και να αντέχουν σε μηχανικές, χημικές και περιβαλλοντικές καταπονήσεις κατά την εγκατάσταση και τη μακροχρόνια λειτουργία.
Η λεπτομερής δομή και οι λειτουργίες έχουν ως εξής:
1. Αγωγός (Αγωγός Πυρήνας)
Λειτουργία: Λειτουργεί ως το βασικό κανάλι για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας, τη μεταφορά ρεύματος και τον προσδιορισμό της ικανότητας μεταφοράς ρεύματος και της απόδοσης αγωγιμότητας του καλωδίου.
Υλικά και Διαδικασίες: Συνήθως κατασκευάζονται από αγωγούς χαλκού υψηλής αγωγιμότητας με ανόπτηση (χαμηλή ειδική αντίσταση, καλή ευκαμψία) ή σκληρής έλξης αλουμινίου. Για την εξισορρόπηση της ευκαμψίας και της αντοχής, οι αγωγοί συχνά σχηματίζονται με τακτική συρραφή πολλαπλών λεπτών συρμάτων. Τα σχήματα της διατομής τους βελτιστοποιούνται για να γεμίζουν σφιχτά τον χώρο της μόνωσης και να βελτιώνουν την απαγωγή θερμότητας.
2. Στρώματα θωράκισης
Λειτουργία: Αυτό το ζεύγος ημιαγώγιμων στρωμάτων σχηματίζει ένα «σύστημα εξισορρόπησης», κρίσιμο για την εξασφάλιση ομοιόμορφης κατανομής ηλεκτρικού πεδίου σε καλώδια μέσης και υψηλής τάσης.
Ασπίδα Αγωγού: Εξωθημένη σφιχτά στην επιφάνεια του αγωγού, γεμίζει μικροσκοπικές ανωμαλίες και κενά μέσα στον πολύκλωνο αγωγό, αποτρέποντας την εκκένωση κορώνας και την τοπική ηλεκτρική δένδρωση.
Μονωτική θωράκιση: Τοποθετημένη σφιχτά στην εξωτερική επιφάνεια του μονωτικού στρώματος, ομοιόμορφα ισορροπεί το ηλεκτρικό πεδίο και παρέχει ομαλή μετάβαση στο εξωτερικό μεταλλικό στρώμα θωράκισης.
Υλικό: Και τα δύο είναι ημιαγώγιμα υλικά με δυνατότητα διασύνδεσης, με ογκομετρική αντίσταση που συνήθως ελέγχεται εντός του εύρους από 10² έως 10⁵ Ω·cm.
3. Στρώμα μόνωσης
Λειτουργία: Παρέχει ηλεκτρική απομόνωση, αντέχοντας την τάση λειτουργίας και τις υπερτάσεις για την αποφυγή βλάβης ή διαρροής.
Υλικά: Το κύριο υλικό είναιΔιασταυρωμένο πολυαιθυλένιο (XLPE)Το καουτσούκ αιθυλενίου-προπυλενίου (EPR) χρησιμοποιείται για εφαρμογές μέσης τάσης και υψηλής ευελιξίας. Το πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) χρησιμοποιείται κυρίως σε δίκτυα διανομής χαμηλής τάσης.
4. Μεταλλικό στρώμα ασπίδας
Λειτουργία: Παρέχει μια διαδρομή για ρεύμα σφάλματος, ηλεκτρομαγνητική θωράκιση και προστασία γείωσης.
Έντυπα:Ταινία χαλκούθωράκιση, θωράκιση από πλεξούδα χαλκού ή κυματοειδή μεταλλικά περιβλήματα (τα οποία παρέχουν επίσης λειτουργία ακτινικού φραγμού νερού).
5. Στρώση πλήρωσης
Λειτουργία: Γεμίζει τα κενά στα καλώδια πολλαπλών πυρήνων για να διατηρεί τη δομική σταθερότητα και παρέχει βοηθητική προστασία από την υγρασία και την απορρόφηση των κραδασμών.
Υλικό: Μη υγροσκοπικά υλικά όπως κορδόνι από πολυπροπυλένιο (PP) ή σχοινιά που εμποδίζουν το νερό.
6. Εσωτερικό περίβλημα
Λειτουργία: Προστατεύει το μεταλλικό στρώμα θωράκισης από τη διάβρωση και παρέχει ένα προκαταρκτικό ακτινικό φράγμα νερού και υγρασίας.
Υλικά: Περιβλήματα από εξωθημένο πολυαιθυλένιο (PE) ή πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC). Για εφαρμογές που απαιτούν καλή απόδοση αποκλεισμού νερού, χρησιμοποιούνται συχνά ελασματοποιημένα περιβλήματα από αλουμίνιο-πολυαιθυλένιο.
7. Επίπεδο θωράκισης
Λειτουργία: Παρέχει μηχανική προστασία από σύνθλιψη κατά την άμεση ταφή, τράβηγμα κατά την εγκατάσταση και τάση κατά την τοποθέτηση υποβρυχίων.
Τύποι: Θωράκιση από χαλύβδινη ταινία (κυρίως για αντοχή σε θλίψη) ή θωράκιση από χαλύβδινο σύρμα (για αντοχή σε εφελκυσμό).
8. Εξωτερικό περίβλημα
Λειτουργία: Εξωτερικό στρώμα προστασίας, ανθεκτικό στη διάβρωση από το περιβάλλον.
Υλικό: Υλικό περιβλήματος από PVC ή PE, με δυνατότητα ανάπτυξης ειδικών υλικών περιβλήματος επιβραδυντικών φλόγας, χωρίς αλογόνα και χαμηλού καπνού.
9. Ειδικές Κατασκευές
Στεγανοποιητική Δομή: Κυματοειδής μεταλλική επένδυση ή σκόνη/ταινίες/τζελ που εμποδίζουν την υγρασία.
Δομή πυροπροστασίας: Κεραμοποιήσιμο καουτσούκ σιλικόνης, ταινίες μίκας ή υλικά χαμηλής εκπομπής καπνού και μηδενικού αλογόνου (LSZH).
Έξυπνη Ενσωμάτωση: Ορισμένα καλώδια ενσωματώνουν μονάδες οπτικών ινών για μέτρηση θερμοκρασίας ή επικοινωνία.
10. Παράδειγμα Δομής (Καλώδιο Υψηλής Τάσης Μονού Πυρήνα)
Αγωγός χαλκού → Ασπίδα αγωγού → Μόνωση XLPE → Ασπίδα μόνωσης → Κυματοειδής μεταλλική ασπίδα → Εσωτερική θήκη PE → Θωράκιση από χαλύβδινο σύρμα → Εξωτερική θήκη.
11. Σύνοψη
Ένα καλώδιο τροφοδοσίας είναι ένα προϊόν συστήματος με ακριβή σχεδιασμό. Η επιλογή των υλικών και η εφαρμογή των διαδικασιών για κάθε στρώση επηρεάζουν βαθιά την απόδοση μετάδοσης, τη διάρκεια ζωής και το επίπεδο ασφάλειας του καλωδίου. Η σύγχρονη τεχνολογία καλωδίων εξελίσσεται προς υψηλότερα επίπεδα τάσης, μεγαλύτερη χωρητικότητα, υψηλότερη αξιοπιστία, αυξημένη νοημοσύνη και βελτιωμένη περιβαλλοντική βιωσιμότητα.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Δεκεμβρίου 2025