高压垂吊式电缆的组成包括哪些部分？

高压垂吊式电缆是专为垂直高落差敷设设计的特种电缆（如摩天大楼供电、竖井、矿山提升系统），其结构在普通高压电缆基础上强化了抗拉强度和纵向阻水性能。以下是其核心组成部分的详细解析：

一、导体系统：电力传输的核心载体

1.高纯度金属导体

材料：通常采用紧压圆形铜导体（≥99.9%纯度），部分场景用铝导体（需增大截面积补偿导电率）。

工艺：导体经紧压绞合减少间隙，提升机械强度并抑制垂直敷设时的导体蠕变。

截面：单芯截面积可达240–2500mm²（如1×800mm²用于超高层主供电）。

2.导体屏蔽层

半导电交联聚乙烯（XLPE）材料紧密包裹导体，均匀电场分布，防止局部放电。

二、绝缘与屏蔽系统：保障电气安全

1.主绝缘层

材料：超净交联聚乙烯（XLPE），厚度随电压等级增加（如35kV电缆绝缘层≥10.5mm）。

特性：耐温90℃（长期）、250℃（短路5秒），低介损，高介电强度。

2.绝缘屏蔽层

半导电XLPE层覆盖主绝缘，与导体屏蔽层共同构成电场均压通道，避免绝缘表面放电。

3.金属屏蔽层

铜带或铜丝编织层，包裹绝缘屏蔽层，作用包括：

提供短路电流通路（≥系统短路容量要求）；

接地以消除感应电压；

电磁屏蔽。

三、抗拉增强单元：垂吊结构的生命线

1.中心承重芯（核心创新）

材质：高强度非金属纤维（如芳纶1414、玻璃纤维）或镀锌钢丝绳。

位置：位于电缆中心，被导体同心层绞合包裹。

功能：承担电缆自重+附加载荷（如风振、冰载），抗拉强度需≥电缆重量的20倍（例：300米垂吊需≥60kN拉力）。

2.铠装抗拉层（可选增强）

类型：高强度细钢丝铠装（如G32结构），螺旋绕包在电缆外层。

协同作用：与中心承重芯形成双重抗拉保险，适用超长垂距（如矿井深度>500米）。

四、阻水与防护系统：阻断纵向渗透

1.径向阻水屏障

金属复合阻水带：铝塑复合带纵包，阻止水分横向侵入。

聚乙烯护套（HDPE）：厚度≥3.0mm，耐环境腐蚀（紫外线、化学介质）。

2.纵向阻水结构

阻水纱/阻水粉填充：导体绞合间隙填充超吸水树脂（SAP），遇水膨胀密封通道。

半导电阻水带：绕包在屏蔽层外，膨胀后堵塞纵向间隙。

五、外护套：环境防御的最后防线

1.材料选择

黑色高密度聚乙烯（HDPE）：抗紫外线、耐磨损，适用于户外塔架。

无卤阻燃聚烯烃（WDZ）：用于室内竖井，满足低烟无卤要求（如GB/T19666）。

2.特殊工艺

护套与铠装层之间涂覆热熔胶，增强粘结性，防止护套在垂吊中滑动。

表面压制抗扭纹，减少风振引起的摆动疲劳。

六、关键附件：垂吊系统的完整性保障

1.垂直固定金具

专用电缆夹具（如弧形铝合金夹），分散机械应力，避免护套局部受压损伤。

间距设计：通常每15–30米设置一组，高层建筑需有限元分析确定。

2.终端密封组件

高压应力锥+硅橡胶密封圈，防止顶端渗水（垂吊电缆最薄弱点）。

接地引出装置：确保金属屏蔽层可靠接地。

选型核心参数

抗拉强度：需＞1.5×安全系数（如电缆自重+附加载荷总和）；

阻水等级：通过IEC60502-2纵向阻水试验（3米水柱/24小时无水渗透）；

弯曲半径：≥20倍电缆外径（防止中心承重芯弯折损伤）；

动态耐受：通过300万次弯曲振动试验（模拟风振环境）。

>应用场景：上海中心大厦（垂深632米）、深海钻井平台提升系统、矿山竖井供电。

>代表型号：WDZA-YJY63-Z（无卤阻燃A级+非金属中心承重芯+细钢丝铠装）。

总结

高压垂吊式电缆是导体电力传输+纤维/金属抗拉承重+多层阻水防护的复合结构体。其设计核心在于：

①中心承重芯承担垂直机械应力；

②XLPE绝缘+多重屏蔽保障高电压安全；

③纵向/径向联合阻水杜绝渗透隐患；

④特种护套与附件应对动态环境。选型时必须验证抗拉性能与阻水认证，并严格按规范安装固定金具，否则可能导致电缆滑脱或绝缘失效！