De basisstructuur van een stroomkabel is opgebouwd uit lagen, waarbij elke laag specifieke functies vervult om een veilige, efficiënte en betrouwbare overdracht van elektrische energie van de energiebron naar de eindgebruiker te garanderen. Dit modulaire ontwerp maakt het mogelijk dat kabels zich aanpassen aan diverse eisen, van laagspanningsdistributie tot ultrahoogspanningstransport, en bestand zijn tegen mechanische, chemische en omgevingsinvloeden tijdens installatie en langdurig gebruik.
De gedetailleerde structuur en functies zijn als volgt:
1. Geleider (geleidende kern)
Functie: Dient als het kernkanaal voor het overbrengen van elektrische energie, het geleiden van stroom en het bepalen van het stroomvoerend vermogen en de geleidingsefficiëntie van de kabel.
Materialen en processen: Ze worden doorgaans gemaakt van zeer geleidend gegloeid koper (lage soortelijke weerstand, goede flexibiliteit) of hardgetrokken aluminium. Om een balans te vinden tussen flexibiliteit en sterkte, worden geleiders vaak gevormd door meerdere fijne draden regelmatig in elkaar te vlechten. Hun dwarsdoorsnede is geoptimaliseerd om de isolatieruimte nauwsluitend te vullen en de warmteafvoer te verbeteren.
2. Afschermingslagen
Functie: Dit paar halfgeleidende lagen vormt een "egalisatiesysteem", essentieel voor het garanderen van een uniforme elektrische veldverdeling in middenspannings- en hoogspanningskabels.
Geleiderafscherming: Deze wordt strak op het geleideroppervlak aangebracht en vult microscopische onregelmatigheden en tussenruimten in de gevlochten geleider op, waardoor corona-ontlading en plaatselijke elektrische boomvorming worden voorkomen.
Isolatiescherm: Dit scherm sluit nauw aan op het buitenoppervlak van de isolatielaag, egaliseert het elektrische veld en zorgt voor een vloeiende overgang naar de buitenste metalen afschermingslaag.
Materiaal: Beide zijn verknopbare halfgeleidende materialen, met een volumeweerstand die doorgaans binnen het bereik van 10² tot 10⁵ Ω·cm ligt.
3. Isolatielaag
Functie: Biedt elektrische isolatie, is bestand tegen bedrijfsspanning en overspanningen om doorslag of lekkage te voorkomen.
Materialen: Gangbaar materiaal isGekruisd polyethyleen (XLPE)Ethyleenpropyleenrubber (EPR) wordt gebruikt voor middenspannings- en zeer flexibele toepassingen. Polyvinylchloride (PVC) wordt voornamelijk gebruikt in laagspanningsdistributienetwerken.
4. Metalen afschermingslaag
Functie: Biedt een pad voor foutstroom, elektromagnetische afscherming en aardingsbescherming.
Formulieren:Koperen tapeafscherming, koperdraadvlechtwerk of gegolfde metalen mantels (die tevens een radiale waterbarrière vormen).
5. Vullaag
Functie: Vult holtes in meeraderige kabels op om de structurele stabiliteit te behouden en biedt extra demping en bescherming tegen vocht.
Materiaal: Niet-hygroscopische materialen zoals polypropyleen (PP) trekkoord of waterdichte touwen.
6. Binnenmantel
Functie: Beschermt de metalen afschermingslaag tegen corrosie en vormt een eerste radiale water- en vochtbarrière.
Materialen: Omhulsels van geëxtrudeerd polyethyleen (PE) of polyvinylchloride (PVC). Voor toepassingen die een goede waterdichtheid vereisen, worden vaak omhulsels van aluminium-polyethyleenlaminaat gebruikt.
7. Pantserlaag
Functie: Biedt mechanische bescherming tegen pletten tijdens directe begraving, trekken tijdens installatie en spanning tijdens het leggen van onderzeese kabels.
Soorten: Pantser van staalband (voornamelijk voor drukweerstand) of pantser van staaldraad (voor treksterkte).
8. Buitenmantel
Functie: Buitenste beschermlaag, bestand tegen corrosie door omgevingsinvloeden.
Materiaal: PVC- of PE-mantelmateriaal, met de mogelijkheid om vlamvertragende, halogeenvrije en rookarme speciale mantelmaterialen te ontwikkelen.
9. Bijzondere constructies
Waterdichtingsconstructie: gegolfde metalen platen of waterdichtmakend poeder/tapes/gels.
Brandwerende constructie: Ceramiseerbaar siliconenrubber, mica tapes of rookarme, halogeenvrije (LSZH) materialen.
Slimme integratie: Sommige kabels bevatten geïntegreerde glasvezelmodules voor temperatuurmeting of communicatie.
10. Structuurvoorbeeld (hoogspanningskabel met één ader)
Koperen geleider → Geleiderafscherming → XLPE-isolatie → Isolatieafscherming → Gegolfde metalen afscherming → PE-binnenmantel → Stalen draadpantser → Buitenmantel.
11. Samenvatting
Een stroomkabel is een nauwkeurig ontworpen systeemproduct. De materiaalkeuze en de toepassing van processen voor elke laag hebben een grote invloed op de transmissie-efficiëntie, de levensduur en de veiligheid van de kabel. Moderne kabeltechnologie ontwikkelt zich richting hogere spanningen, grotere capaciteit, hogere betrouwbaarheid, meer intelligentie en verbeterde milieuvriendelijkheid.
Geplaatst op: 18 december 2025