კაბელის სტრუქტურა და მასალა, საიდანაც ხდება ელექტრო კაბელის წარმოება.

კაბელის სტრუქტურა მარტივი ჩანს, სინამდვილეში, მის თითოეულ კომპონენტს თავისი მნიშვნელოვანი დანიშნულება აქვს, ამიტომ კაბელის დამზადებისას თითოეული კომპონენტის მასალა ფრთხილად უნდა შეირჩეს, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ამ მასალებისგან დამზადებული კაბელის საიმედოობა ექსპლუატაციის დროს.

1. გამტარობის მასალა
ისტორიულად, დენის კაბელის გამტარებად გამოყენებული მასალები იყო სპილენძი და ალუმინი. ნატრიუმიც მოკლე დროში იქნა გამოცდილი. სპილენძს და ალუმინს უკეთესი ელექტროგამტარობა აქვთ და სპილენძის რაოდენობა შედარებით ნაკლებია ერთი და იგივე დენის გადაცემისას, ამიტომ სპილენძის გამტარის გარე დიამეტრი უფრო მცირეა, ვიდრე ალუმინის გამტარის. ალუმინის ფასი მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე სპილენძის. გარდა ამისა, რადგან სპილენძის სიმკვრივე უფრო დიდია, ვიდრე ალუმინის, მაშინაც კი, თუ დენის გამტარობა იგივეა, ალუმინის გამტარის განივი კვეთი უფრო დიდია, ვიდრე სპილენძის გამტარისა, მაგრამ ალუმინის გამტარ კაბელი მაინც უფრო მსუბუქია, ვიდრე სპილენძის გამტარ კაბელი.

2. საიზოლაციო მასალები
საშუალო სიმძლავრის კაბელებისთვის გამოიყენება მრავალი საიზოლაციო მასალა, მათ შორის ტექნოლოგიურად განვითარებული გაჟღენთილი ქაღალდის საიზოლაციო მასალები, რომლებიც წარმატებით გამოიყენება 100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. დღესდღეობით, ექსტრუდირებული პოლიმერული იზოლაცია ფართოდ არის აღიარებული. ექსტრუდირებული პოლიმერული საიზოლაციო მასალები მოიცავს PE (LDPE და HDPE), XLPE, WTR-XLPE და EPR. ეს მასალები თერმოპლასტიკური და თერმომყარია. თერმოპლასტიკური მასალები გაცხელებისას დეფორმირდება, ხოლო თერმომყარი მასალები ინარჩუნებს ფორმას სამუშაო ტემპერატურაზე.

2.1. ქაღალდის იზოლაცია
ექსპლუატაციის დასაწყისში ქაღალდით იზოლირებული კაბელები მხოლოდ მცირე დატვირთვას უძლებს და შედარებით კარგად არის მოვლილი. თუმცა, ელექტროენერგიის მომხმარებლები აგრძელებენ კაბელების უფრო და უფრო მაღალ დატვირთვას, რადგან გამოყენების თავდაპირველი პირობები აღარ შეესაბამება მიმდინარე კაბელის საჭიროებებს, ამიტომ თავდაპირველი კარგი გამოცდილება ვერ წარმოაჩენს კაბელის მომავალ ფუნქციონირებას. ბოლო წლებში ქაღალდით იზოლირებული კაბელები იშვიათად გამოიყენება.
2.2.პოლივინილქლორიდი
PVC კვლავ გამოიყენება, როგორც საიზოლაციო მასალა დაბალი ძაბვის 1 კვ კაბელებისთვის და ასევე წარმოადგენს გარსის მასალას. თუმცა, PVC-ის გამოყენება კაბელების იზოლაციაში სწრაფად იცვლება XLPE-ით, ხოლო გარსში გამოყენებას სწრაფად ცვლის ხაზოვანი დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენი (LLDPE), საშუალო სიმკვრივის პოლიეთილენი (MDPE) ან მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენი (HDPE), ხოლო არა-PVC კაბელებს აქვთ უფრო დაბალი სასიცოცხლო ციკლის ხარჯები.
2.3. პოლიეთილენი (PE)
დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენი (LDPE) შემუშავდა 1930-იან წლებში და ამჟამად გამოიყენება როგორც ბაზისური ფისი ჯვარედინი პოლიეთილენის (XLPE) და წყალგამძლე ხის ჯვარედინი პოლიეთილენის (WTR-XLPE) მასალებისთვის. თერმოპლასტიკურ მდგომარეობაში პოლიეთილენის მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურაა 75°C, რაც უფრო დაბალია, ვიდრე ქაღალდით იზოლირებული კაბელების სამუშაო ტემპერატურა (80~90°C). ეს პრობლემა მოგვარდა ჯვარედინი პოლიეთილენის (XLPE) გამოჩენით, რომელსაც შეუძლია დააკმაყოფილოს ან გადააჭარბოს ქაღალდით იზოლირებული კაბელების სამუშაო ტემპერატურას.

2.4.ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიეთილენი (XLPE)
XLPE არის თერმომყარი მასალა, რომელიც მიიღება დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენის (LDPE) ჯვარედინი შემაკავშირებელი აგენტის (მაგალითად, პეროქსიდის) შერევით.
XLPE იზოლირებული კაბელის მაქსიმალური გამტარის სამუშაო ტემპერატურაა 90°C, გადატვირთვის ტესტი 140°C-მდეა, ხოლო მოკლე ჩართვის ტემპერატურამ შეიძლება 250°C-ს მიაღწიოს. XLPE-ს აქვს შესანიშნავი დიელექტრიკული მახასიათებლები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას 600V-დან 500kV-მდე ძაბვის დიაპაზონში.

2.5. წყალგამძლე ხე ჯვარედინად დაკავშირებული პოლიეთილენი (WTR-XLPE)
წყლის ხის ფენომენი შეამცირებს XLPE კაბელის მომსახურების ვადას. წყლის ხის ზრდის შესამცირებლად მრავალი გზა არსებობს, მაგრამ ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებულია სპეციალურად დაპროექტებული საიზოლაციო მასალების გამოყენება, რომლებიც შექმნილია წყლის ხის ზრდის შესაჩერებლად, რომელსაც ეწოდება წყალგამძლე ხის ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიეთილენის WTR-XLPE.

2.6. ეთილენ-პროპილენის კაუჩუკი (EPR)
EPR არის თერმომყარი მასალა, რომელიც დამზადებულია ეთილენის, პროპილენის (ზოგჯერ მესამე მონომერის)გან, ხოლო სამი მონომერის კოპოლიმერს ეწოდება ეთილენ-პროპილენდიენის კაუჩუკი (EPDM). ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში, EPR ყოველთვის რბილი რჩება და აქვს კარგი კორონა-მედეგობა. თუმცა, EPR მასალის დიელექტრიკული დანაკარგი მნიშვნელოვნად მაღალია XLPE-სა და WTR-XLPE-სთან შედარებით.

3. იზოლაციის ვულკანიზაციის პროცესი
ჯვარედინი შეკავშირების პროცესი სპეციფიკურია გამოყენებული პოლიმერისთვის. ჯვარედინი შეკავშირებული პოლიმერების წარმოება იწყება მატრიცული პოლიმერით, შემდეგ კი სტაბილიზატორები და ჯვარედინი შემაკავშირებლები ემატება ნარევის შესაქმნელად. ჯვარედინი შეკავშირების პროცესი მოლეკულურ სტრუქტურას დამატებით შეერთების წერტილებს მატებს. ჯვარედინი შეკავშირების შემდეგ, პოლიმერის მოლეკულური ჯაჭვი ელასტიური რჩება, მაგრამ მისი სრულად გაწყვეტა თხევად დნობად შეუძლებელია.

4. გამტარობის დამცავი და საიზოლაციო დამცავი მასალები
ნახევარგამტარი დამცავი ფენა გამოწეულია გამტარისა და იზოლაციის გარე ზედაპირზე ელექტრული ველის ერთგვაროვნების უზრუნველსაყოფად და კაბელის იზოლირებულ ბირთვში ელექტრული ველის შესაკავებლად. ეს მასალა შეიცავს საინჟინრო კლასის ნახშირბადის შავ მასალას, რათა კაბელის დამცავი ფენამ მიაღწიოს სტაბილურ გამტარობას საჭირო დიაპაზონში.