電力ケーブルの基本構造は層状に設計されており、各層は特定の機能を果たすことで、発電源からエンドユーザーまで電気エネルギーを安全かつ効率的かつ確実に伝送します。このモジュール設計により、ケーブルは低電圧配電から超高電圧送電まで、様々な要件に適応し、敷設時および長期運用時の機械的、化学的、環境的ストレスにも耐えることができます。
詳細な構造と機能は次のとおりです。
1. 導体（導電コア）
機能: 電気エネルギーを伝送し、電流を運び、ケーブルの電流容量と伝導効率を決定するコア チャネルとして機能します。
材料とプロセス：一般的には、高導電性の軟銅（低抵抗、優れた柔軟性）または硬質アルミ導体が用いられます。柔軟性と強度のバランスをとるため、導体は複数の細線を規則的に撚り合わせて形成されることが多く、その断面形状は絶縁空間をしっかりと埋め、放熱性を向上させるように最適化されています。
2. シールド層
機能: この一対の半導体層は「均等化システム」を形成し、中電圧および高電圧ケーブルで均一な電界分布を確保するために重要です。
導体シールド: 導体表面にしっかりと押し出され、撚り線導体内の微細な凹凸や隙間を埋め、コロナ放電や局所的な電気トリーの発生を防止します。
絶縁シールド: 絶縁層の外側表面にしっかりと取り付けられ、電界を均一化し、外側の金属シールド層へのスムーズな移行を実現します。
材質: どちらも架橋可能な半導体材料であり、体積抵抗率は通常 10² ～ 10⁵ Ω·cm の範囲内に制御されます。
3. 絶縁層
機能: 電気的絶縁を提供し、動作電圧および過電圧に耐えて故障や漏電を防止します。
材料: 主流の材料は架橋ポリエチレン（XLPE）エチレンプロピレンゴム（EPR）は中電圧および高柔軟性用途に使用されます。ポリ塩化ビニル（PVC）は主に低電圧配電網に使用されます。
4. 金属シールド層
機能: 故障電流、電磁シールド、および接地保護の経路を提供します。
フォーム:銅テープシールド、銅線編組シールド、または波形金属シース（放射状の防水機能も提供）などがあります。
5. 充填層
機能: 多芯ケーブル内の空隙を埋めて構造の安定性を維持し、補助的なクッション性と防湿性を提供します。
材質: ポリプロピレン (PP) リップコードや防水ロープなどの非吸湿性素材。
6. 内鞘
機能: 金属シールド層を腐食から保護し、予備的な放射状の水と湿気のバリアを提供します。
材質：押出成形ポリエチレン（PE）またはポリ塩化ビニル（PVC）シース。優れた防水性能が求められる用途では、アルミニウムとポリエチレンを積層したシースがよく使用されます。
7. アーマーレイヤー
機能: 直接埋設時の圧潰、設置時の引っ張り、海底敷設時の張力に対する機械的保護を提供します。
タイプ: スチールテープ装甲 (主に圧縮抵抗用) またはスチールワイヤー装甲 (引張強度用)。
8.外鞘
機能: 環境腐食に耐性のある最外層の保護。
材質: PVC または PE シース材質。難燃性、ハロゲンフリー、低煙性の特殊シース材質の開発も可能です。
9. 特殊な構造
防水構造: 波形金属シースまたは防水パウダー/テープ/ゲル。
防火構造: セラミック化可能なシリコンゴム、マイカテープ、または低煙ゼロハロゲン (LSZH) 材料。
スマート統合: 一部のケーブルには、温度測定や通信用の光ファイバー ユニットが統合されています。
10. 構造例（高圧単芯ケーブル）
銅導体 → 導体シールド → XLPE 絶縁体 → 絶縁シールド → 波形金属シールド → PE 内部シース → 鋼線アーマー → 外部シース。
11. 要約
電力ケーブルは精密に設計されたシステム製品です。材料の選択と各層のプロセスの実装は、ケーブルの伝送効率、耐用年数、安全性に大きな影響を与えます。現代のケーブル技術は、より高い電圧レベル、より大きな容量、より高い信頼性、より高度なインテリジェンス、そして環境持続可能性の向上を目指して進化しています。
投稿日時: 2025年12月18日