Základní struktura napájecího kabelu je navržena ve vrstvách, přičemž každá vrstva plní specifické funkce pro zajištění bezpečného, efektivního a spolehlivého přenosu elektrické energie ze zdroje energie ke koncovému uživateli. Tato modulární konstrukce umožňuje kabelům přizpůsobit se různým požadavkům, od nízkonapěťové distribuce až po přenos ultravysokého napětí, a odolat mechanickému, chemickému a environmentálnímu namáhání během instalace a dlouhodobého provozu.
Podrobná struktura a funkce jsou následující:
1. Vodič (vodivé jádro)
Funkce: Slouží jako hlavní kanál pro přenos elektrické energie, vedení proudu a určení proudové únosnosti a vodivosti kabelu.
Materiály a procesy: Obvykle se vyrábějí z vysoce vodivé žíhané mědi (nízký odpor, dobrá flexibilita) nebo z tvrdě taženého hliníku. Pro vyvážení flexibility a pevnosti se vodiče často vytvářejí pravidelným lanováním více tenkých drátů. Jejich tvary průřezu jsou optimalizovány tak, aby těsně vyplnily izolační prostor a zlepšily odvod tepla.
2. Ochranné vrstvy
Funkce: Tato dvojice polovodičových vrstev tvoří „vyrovnávací systém“, který je klíčový pro zajištění rovnoměrného rozložení elektrického pole ve středněnapěťových a vysokonapěťových kabelech.
Stínění vodiče: Těsně nanesené na povrch vodiče vyplňuje mikroskopické nerovnosti a mezery uvnitř lanka, čímž zabraňuje koronovému výboji a lokálnímu elektrickému stromování.
Izolační štít: Je pevně připevněn k vnějšímu povrchu izolační vrstvy, sjednocuje elektrické pole a zajišťuje plynulý přechod k vnější kovové vrstvě stínění.
Materiál: Oba jsou zesíťovatelné polovodivé materiály s objemovým odporem obvykle řízeným v rozmezí 10² až 10⁵ Ω·cm.
3. Izolační vrstva
Funkce: Poskytuje elektrickou izolaci, odolává provoznímu napětí a přepětí, aby se zabránilo poruchám nebo úniku.
Materiály: Běžným materiálem jeZesítěný polyethylen (XLPE)Ethylenpropylenový kaučuk (EPR) se používá pro aplikace středního napětí a vysoké flexibility. Polyvinylchlorid (PVC) se používá převážně v distribučních sítích nízkého napětí.
4. Kovová stínicí vrstva
Funkce: Poskytuje cestu pro poruchový proud, elektromagnetické stínění a ochranu proti uzemnění.
Formuláře:Měděná páskastínění, stínění měděným opletením nebo vlnité kovové pláště (které zároveň zajišťují radiální vodotěsnou bariéru).
5. Výplňová vrstva
Funkce: Vyplňuje dutiny ve vícežilových kabelech pro udržení strukturální stability a poskytuje pomocné tlumení a ochranu před vlhkostí.
Materiál: Nehygroskopické materiály, jako je polypropylenová (PP) uvolňovací šňůra nebo vodotěsná lana.
6. Vnitřní plášť
Funkce: Chrání kovovou ochrannou vrstvu před korozí a poskytuje předběžnou radiální bariéru proti vodě a vlhkosti.
Materiály: Pláště z extrudovaného polyethylenu (PE) nebo polyvinylchloridu (PVC). Pro aplikace vyžadující dobrou vodotěsnost se často používají pláště z laminovaného hliníku a polyethylenu.
7. Vrstva brnění
Funkce: Poskytuje mechanickou ochranu proti rozdrcení při přímém zakopání, tahu během instalace a napětí během pokládky v podmořské vodě.
Typy: Pancéřování z ocelové pásky (hlavně pro odolnost proti tlaku) nebo pancéřování z ocelového drátu (pro pevnost v tahu).
8. Vnější plášť
Funkce: Vnější ochranná vrstva, odolná vůči korozi v prostředí.
Materiál: Plášť z PVC nebo PE s možností vývoje speciálních materiálů pláště zpomalujících hoření, bez halogenů a s nízkým kouřem.
9. Speciální konstrukce
Hydroizolační konstrukce: Vlnité kovové pláště nebo hydroizolační prášek/pásky/gely.
Protipožární konstrukce: Keramifikovatelná silikonová pryž, slídové pásky nebo materiály s nízkým obsahem kouře a nulovým obsahem halogenů (LSZH).
Inteligentní integrace: Některé kabely integrují optické vláknové jednotky pro měření teploty nebo komunikaci.
10. Příklad struktury (jednožilový kabel vysokého napětí)
Měděný vodič → Stínění vodiče → Izolace z XLPE → Izolační stínění → Vlnité kovové stínění → Vnitřní plášť z PE → Pancéřování z ocelového drátu → Vnější plášť.
11. Shrnutí
Silový kabel je precizně navržený systémový produkt. Výběr materiálů a implementace procesů pro každou vrstvu zásadně ovlivňují přenosovou účinnost, životnost a úroveň bezpečnosti kabelu. Moderní kabelová technologie se vyvíjí směrem k vyšším úrovním napětí, větší kapacitě, vyšší spolehlivosti, zvýšené inteligenci a lepší environmentální udržitelnosti.
Čas zveřejnění: 18. prosince 2025