La estructura básica de un cable de alimentación está diseñada en capas, cada una de las cuales desempeña funciones específicas para garantizar la transmisión segura, eficiente y fiable de energía eléctrica desde la fuente de generación hasta el usuario final. Este diseño modular permite que los cables se adapten a diversos requisitos, desde la distribución de baja tensión hasta la transmisión de ultraalta tensión, y resistan las tensiones mecánicas, químicas y ambientales durante la instalación y el funcionamiento a largo plazo.
La estructura y funciones detalladas son las siguientes:
1. Conductor (núcleo conductor)
Función: Sirve como canal central para transmitir energía eléctrica, transportar corriente y determinar la capacidad de transporte de corriente del cable y la eficiencia de conductividad.
Materiales y procesos: Generalmente fabricados con cobre recocido de alta conductividad (baja resistividad, buena flexibilidad) o conductores de aluminio estirado en frío. Para equilibrar la flexibilidad y la resistencia, los conductores suelen formarse trenzando regularmente múltiples alambres finos. Sus secciones transversales están optimizadas para rellenar herméticamente el espacio de aislamiento y mejorar la disipación del calor.
2. Capas de blindaje
Función: Este par de capas semiconductoras forma un “sistema de ecualización”, crucial para garantizar una distribución uniforme del campo eléctrico en cables de media y alta tensión.
Blindaje del conductor: Extruido firmemente sobre la superficie del conductor, llena irregularidades microscópicas e intersticios dentro del conductor trenzado, previniendo la descarga de corona y la arborización eléctrica local.
Blindaje de aislamiento: Ajustado firmemente sobre la superficie exterior de la capa de aislamiento, uniformiza el campo eléctrico y proporciona una transición suave a la capa de blindaje metálico exterior.
Material: Ambos son materiales semiconductores reticulables, con una resistividad volumétrica normalmente controlada dentro del rango de 10² a 10⁵ Ω·cm.
3. Capa de aislamiento
Función: Proporciona aislamiento eléctrico, soportando voltaje de operación y sobretensiones para evitar averías o fugas.
Materiales: El material convencional esPolietileno reticulado (XLPE)El caucho de etileno propileno (EPR) se utiliza para aplicaciones de media tensión y alta flexibilidad. El cloruro de polivinilo (PVC) se utiliza principalmente en redes de distribución de baja tensión.
4. Capa de protección metálica
Función: Proporciona una ruta para la corriente de falla, blindaje electromagnético y protección de conexión a tierra.
Formularios:Cinta de cobreblindaje, blindaje con trenza de alambre de cobre o vainas metálicas corrugadas (que también proporcionan una función de barrera de agua radial).
5. Capa de relleno
Función: Rellena huecos en cables multinúcleo para mantener la estabilidad estructural y proporciona amortiguación auxiliar y protección contra la humedad.
Material: Materiales no higroscópicos como cuerdas de polipropileno (PP) o cuerdas que bloquean el agua.
6. Vaina interior
Función: Protege la capa de protección metálica contra la corrosión y proporciona una barrera radial preliminar contra el agua y la humedad.
Materiales: Fundas de polietileno extruido (PE) o cloruro de polivinilo (PVC). Para aplicaciones que requieren un buen rendimiento de impermeabilidad, se suelen utilizar fundas laminadas de aluminio y polietileno.
7. Capa de armadura
Función: Proporciona protección mecánica contra aplastamiento durante el entierro directo, tracción durante la instalación y tensión durante la colocación submarina.
Tipos: Armadura de cinta de acero (principalmente para resistencia a la compresión) o armadura de alambre de acero (para resistencia a la tracción).
8. Vaina exterior
Función: Capa más externa de protección, resistente a la corrosión ambiental.
Material: Material de vaina de PVC o PE, con posibilidad de desarrollar materiales de vaina especiales ignífugos, libres de halógenos y de baja emisión de humos.
9. Construcciones especiales
Estructura Impermeabilizante: Vainas metálicas corrugadas o polvos/cintas/geles bloqueadores de agua.
Estructura de protección contra incendios: caucho de silicona ceramificable, cintas de mica o materiales de baja emisión de humo y cero halógenos (LSZH).
Integración inteligente: Algunos cables integran unidades de fibra óptica para la medición de temperatura o la comunicación.
10. Ejemplo de estructura (cable unipolar de alto voltaje)
Conductor de cobre → Blindaje del conductor → Aislamiento XLPE → Blindaje de aislamiento → Blindaje metálico corrugado → Vaina interior de PE → Armadura de alambre de acero → Vaina exterior.
11. Resumen
Un cable de alimentación es un producto de sistema diseñado con precisión. La selección de materiales y la implementación de procesos para cada capa influyen profundamente en la eficiencia de transmisión, la vida útil y el nivel de seguridad del cable. La tecnología moderna de cables está evolucionando hacia niveles de voltaje más altos, mayor capacidad, mayor confiabilidad, mayor inteligencia y una mayor sostenibilidad ambiental.
Hora de publicación: 18 de diciembre de 2025