电缆分类与结构全解析
1按结构特征分类
1.统包型
绝缘线芯成缆后，外面包有统包绝缘，并置于同一内护套内。其结构简单，制造方便，适用于一般用途。
2.分相型
主要用于10~35kV的油纸绝缘及塑料绝缘电缆。
（1）分相屏蔽型
在三根屏蔽线芯成缆后统包以公共的金属护套。
（2）分相铅（或铝）包型
在每一根绝缘线芯上单独地挤压以铅（或铝）护套，三根铅（或铝）包线芯成缆后再统包公共的护套。
3.自容型
护套内有压力的电缆。
（1）自容式充气电缆
通过在电缆内部充入气体来提高绝缘性能。
（2）自容式充油电缆
在电缆内部充入油，以增强绝缘和散热效果。
4.钢管型
具有钢管护套的电缆，能够提供良好的机械保护，适用于恶劣环境。
（1）钢管充油电缆
在电缆内部充入绝缘油，用于提高绝缘性能和冷却效果。
（2）钢管充气电缆
在电缆内部充入高压气体，用于绝缘和防护。
（3）钢管有油压电缆
通过油压系统保持电缆内部的绝缘油压力，确保绝缘性能稳定。
（4）钢管有气压电缆
通过气压系统保持电缆内部的高压气体压力，确保绝缘性能稳定。
5.扁平型
由三根电缆线芯组成，呈一字排开，外观呈扁平状，一般作为远距离水下及海底电缆使用，其扁平结构有利于在水下敷设和安装。
2按敷设环境分类
1.直埋电缆
直接埋在地中或沟内，并覆盖上沙土的电缆，需要具备良好的耐腐蚀性和机械强度，以适应地下环境。
2.构架电缆
敷设在沟内或隧道内的支架上的电缆，需要良好的弯曲性能和机械强度，以便在支架上固定和敷设。
3.水下电缆
敷设在湖泊、海洋和河流的电缆，需要具备良好的防水性能和抗压强度，以确保在水下长期安全运行。
3按电流传输的形式分类
1.交流电缆
用于传输交流电，其结构设计需要考虑交流电的特性，如集肤效应等。
2.直流电缆
用于传输直流电，其绝缘材料和护套材料需要适应直流电的长期作用。
4按电压等级分类
1.特高压电缆
用于特高压输电线路，具有极高的绝缘性能和机械强度。
2.超高压电缆
适用于超高压输电线路，能够在高电压下稳定运行。
3.高压电缆
用于高压输电线路，具有较高的绝缘等级和机械性能。
4.中压电缆
适用于中压配电线路，结构相对简单，但仍需具备良好的绝缘和机械性能。
5.低压电缆
用于低压配电线路，一般结构较为简单，绝缘层较薄。
5按电缆的芯数分类
1.单芯电缆
只有一根导电线芯的电缆，适用于高电压等级的输电线路，能够有效减少电晕放电和绝缘材料的用量。
2.多芯电缆
具有两根或多根导电线芯的电缆，适用于多种电压等级和电流需求的场合，如35kV以下的配电线路。多芯电缆的绝缘层之间需要添加填料，以利于将电缆绞制成圆形，便于生产制造和施工敷设。
导体：电流的“高速通道”
在电力系统中，电缆导体如同高速公路，为电流提供快速通行的路径。导体的性能直接决定了电力传输的效率与稳定性。
1.导体材料
主要由铜、铝等高导电性能的金属制成。铜的电阻率低，能高效传导电流，而铝则在重量和成本上更具优势，便于在不同场景中广泛应用。
2.导体结构
为了满足大电流传输的需求，同时兼顾电缆的柔韧性，大截面导体常采用多根小直径的导线绞合而成。此设计不仅提高了电缆的弯曲性能，便于敷设，还能有效分散电流通过时产生的热量，防止导体因过热导致绝缘性能下降。多根导线相互协作，共同承担着电力传输的重任，确保电流稳定、高效地流动
3.导体加工工艺
在导体加工过程中，绞合工艺至关重要。通过特定的绞合方式，可以确保导线之间的紧密排列，减少导线之间的相对运动，从而提高电缆的整体机械性能。此外，紧压工艺的应用能够进一步优化导体的性能。紧压后的导体外径更小，不仅有助于减少电缆绝缘和护套等材料的用量，还能降低电缆成品的外径，提高材料的利用率。
绝缘层：守护电力传输的“防护墙”
在电力系统中，电缆绝缘层如同坚固的防护墙，守护着电力的稳定传输。其不仅将导体与外界隔离，防止电流泄漏，还能承受一定的电压，保障电力传输的安全性。
1.功能作用
绝缘层的主要作用是将导体与外界隔离，防止电流泄漏，同时能够承受一定的电压，保障电力传输的安全性。绝缘层的厚度与电缆的工作电压密切相关。一般来说，电压等级越高，绝缘层需要越厚，以提供足够的电气绝缘强度。
2.绝缘材料
（1）纸绝缘
主要成分是纤维素（C6H10O5）n，具有高稳定性和耐热性，允许长期运行温度达65℃。其不溶于水、酒精、醚、萘等有机溶剂，不与弱碱及氧化剂等起作用，耐电强度高，使用寿命长，一般可用50年左右。
制作工艺相对复杂，为确保其高质量，干燥过程均在真空下进行。
（2）塑料绝缘
现代电力传输的重要组成部分，以其制造工艺简单、成本低、敷设方便等优点，在电力系统中广泛应用。
常见塑料绝缘材料包括PVC、PE、XLPE等。PVC具有良好的绝缘性能和耐化学腐蚀性，适用于10kV及以下电压等级；PE电气性能优异，常温下具有一定的韧性和柔性，但需解决耐老化等问题；XLPE通过交联工艺提高了机械性能和耐热性，成为电缆绝缘材料的首选。
（3）橡胶绝缘
以天然橡胶为主体，加入各种添加剂硫化而成。其具有良好的电气性能、吸水性低和柔软性好等优点，但耐热性差，易受热空气和油类影响。主要用于发电厂、变电所和工厂企业内部的连接线。
3.性能要求
需要具备高电气击穿强度、低介质损耗、高绝缘电阻等性能，同时，还需要具备良好的耐热性能和机械强度，以适应不同的环境条件和使用要求。在特殊环境下，如水下电缆、直埋电缆等，绝缘层还需要具备防水、防腐蚀等特性，以确保电缆的长期稳定运行。
保护层：电网安全的“隐形铠甲”
在电缆的复杂结构中，保护层可以保护电缆在敷设和运行过程中，免遭机械损伤和各种环境因素等的破坏，以保持长时稳定的电气性能。如同一层“隐形铠甲”，默默守护着电缆免受外界侵害。
1.材料构成
电缆保护层主要分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料如铝、铅、钢、铜等，用于制造密封护套和铠装，能抵御机械损伤和水分侵入；非金属材料如橡胶、塑胶、涂料以及各种纤维制品等，具备防水和防腐蚀功能，增强电缆的环境适应性。
2.功能作用
保护层不仅防止水分侵入电缆内部，避免绝缘层受潮损坏，还能在一定程度上承受外力冲击，保护电缆在敷设和运行过程中不受损伤。例如，在直埋电缆中，外护层可以防止土壤中的石块、尖锐物对电缆造成划伤或挤压；在构架电缆中，又能适应支架的排列和固定要求，确保电缆稳定敷设。
3.质量影响
电缆保护层的质量直接关系到电缆的使用寿命。高质量的保护层能够有效抵御外界环境的影响，减少电缆故障的发生，提高电网的可靠性和稳定性。因此，在电缆的制造和选型过程中，保护层的质量和性能都是不可忽视的重要因素。
屏蔽层：优化电场分布的“调节器”
对于中高压电缆，屏蔽层是不可或缺的重要组成部分，其如同电场分布的“调节器”，确保电缆在高电压环境下能够稳定、安全地运行。
1.结构组成
电缆屏蔽层分为内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。内半导电屏蔽层，也称为导体屏蔽层，位于导体与绝缘层之间；外半导电屏蔽层，也称为绝缘屏蔽层，位于绝缘层与金属屏蔽层之间。
2.功能作用
主要作用是改善电缆内部的电场分布，使电场更加均匀，避免因电场集中而引发局部放电，从而提高电缆的运行可靠性和使用寿命。内半导电屏蔽层与导体等电位，并与绝缘层紧密接触，能够消除导体表面的不平整和气隙，防止在导体与绝缘层之间产生电晕放电。外半导电屏蔽层则与金属屏蔽层等电位，避免在绝缘层与金属屏蔽层之间出现电场集中现象。
3.材料构成
中高压电缆使用的半导电层屏蔽料对生产设备、加工工艺和生产环境的要求非常高，目前国内大多数生产厂家主要出产35kV及以下的XLPE电缆用屏蔽料。
4.重要作用
屏蔽层在电缆运行中起着至关重要的作用。其不仅能够提高电缆的电气性能，减少电晕放电和局部放电的发生，从而延长电缆的使用寿命；还能增强电缆的机械性能，提供一定的机械保护。此外，屏蔽层还能防止外界电磁干扰，确保电力传输的稳定性。
