電源ケーブルはなぜ何層にもなっているのですか？

電力ケーブルは、電気エネルギーの配電や送電に用いられる比較的一般的なケーブルです。都市部の地下電力網、工業・鉱業企業の社内電源などによく使われています。ケーブルについてある程度知識のある人なら、電力ケーブルが何層にも重なっていることに気づくでしょう。では、なぜ電力ケーブルはそんなに多くの層で構成されているのでしょうか？

電源ケーブルの最も外側の層は、直感的に見て、通常はゴムまたは合成ゴム製のスリーブでできており、基本的な絶縁体として機能するだけでなく、ケーブルを外部からの損傷から保護します。電源ケーブルは、電圧レベルに応じて高電圧ケーブルと低電圧ケーブルに分類できます。高電圧ケーブルには、樹脂充填材によく似た絶縁層がありますが、低電圧ケーブルにはこの層がありません。電源ケーブル内部の隙間を埋めるために、各芯線にリボンのようなものを巻き付ける必要があります。

電源ケーブルのシールド層の役割は、大きく分けて2つのケースに分けられます。1つ目は、電源ケーブルを流れる大電流によって、電流の周囲に磁場が発生する場合です。この電流が他の部品に影響を与えるのを防ぐため、ケーブルにシールド層が追加されます。2つ目は、ケーブルの芯線が損傷した場合、電流が漏れ出してシールド層に沿って接地ネットワークに流れ込み、一定の接地安全保護の役割を果たす場合です。

電力ケーブルの一般的な構成要素は、おおまかに言えば、導体芯、絶縁層、および保護層です。より詳細に言えば、導体芯、内部半導体層、絶縁層、外部半導体層、銅シールド、充填材、内張り層、鋼帯保護層、および外部保護層に分けられます。