缆的外径，进而减少电缆的重量、造价和便于安装。但是，扇形线芯只能用于中低压电缆，因为扇形线芯在局部处的曲率半径发生了很大的变化，曲率半径较小处将发生电场集中，也就是电场强度会明显大于其他地方的电场强度，在中低压电缆中，导体的电位不是太高，由此引起的电场集中还不足以导致绝缘的击穿或者需增加绝缘厚度，不是主要矛盾，主要矛盾是解决整体结构紧凑，减小电缆的外径；随着电压等级的提高，导体电位升高，由此引起的电场集中足以导致绝缘的击穿或者需增加绝缘厚度，并成为主要矛盾，必须采用圆形线芯消除电场集中。每种形状中还有紧压形与非压紧形之分。紧压的目的是减小线芯部分因采用多股绞合线形式而引起的外径变大，从而减少绝缘层和外护层的材料的使用量，能使造价减少15％～20％，又使电缆整体重量减少，有利于电缆敷设施工。而且紧压形线芯还有利于电缆线芯的阻水和降低集肤效应的影响。 4) 结构
若用单根实心的金属材料制成电缆的线芯，线芯的柔软性就会很差而不能随意弯曲，截面越大弯曲越困难，这样必然给生产制造和电缆敷设施工带来无法克服的困难。经研究和实践证明，采用多股导线单丝绞合线作为线芯是最好的结构，这样的结构既能使电缆的柔软性大大增加，又可使弯曲时的曲度不集中在一处，而分布在每根单丝上，每根单丝的直径越小，弯曲时产生的弯曲应力也就越小，因而在允许弯曲半径内弯曲不会发生塑性变形，从而电缆的绝缘层也不致损坏。同时弯曲时每根单丝间能够滑移，各层方向相反绞合（相邻层一层右向绞合，一层左向绞合），使得整个导体内外受到的拉力和压力分解，这就是采用多股导线绞合形式线芯的原因。
2) 绝缘层 （1）作用
它能将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，从而保证在输送电能时不发生相对地或相间击穿短路，因此绝缘层也是电缆结构中不可缺少的重要组成部分。 （2）材料要求
1) 绝缘电阻和耐压强度高；
由于电缆导电部分的相间距离及其对地距离都较小，所以绝缘层承受着很高的电场强度，一般在1～5kV/mm之间，电压等级越高的电缆，对绝缘材料的耐压强度的要求越高。 2) 介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小；
运行于交流电场中的绝缘介质，由于极性分子的存在，绝缘层中将会有泄漏电流通过，使绝缘层(介质)发热，这部分损耗称为介质损耗。电缆电压等级越高，介质损耗越大，这部分损耗高，发热就大，绝缘就会加速老化，因此要求绝缘材料的介质损耗角正切低。 3) 耐电晕性能好
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绝缘层中的气泡或内外表面的凸起在很高电场下易被电离而产生放电现象，放电时产生的臭氧对绝缘层具有破坏作用，各种材料的耐电晕性能是不同的，因此要求选用耐电晕性能好的材料。 4) 化学性能稳定
化学性能不稳定的材料，在外来因素的作用下，其性能易改变，它的绝缘水平就会随之发生变化，通常这种变化使绝缘性能变差，这对电缆的使用寿命有直接的影响，因此要选用化学性能稳定的材料。 5) 耐低温
一般情况下，非金属材料的强度高，其脆化点高，电缆线路的施工(特别在北方地区)经常需在气温很低的情况下进行安装，一旦变脆很易损坏，就无法安装，所以要求有耐低温的性能。
在日平均气温０℃以下及敷设时温度低于0℃时，敷设高压电缆需预先加热后再施工。 6) 耐热性能好
电缆的最高允许运行温度取决于绝缘材料的耐热性能，即在绝缘材料的物理性能和化学性能不发生变化时的最高允许温度越高越好，这样电缆线路允许通过的载流量越大，因此绝缘材料的耐热性能越高越好。 7) 机械加工性能好
绝缘材料必须具有一定的柔性和机械强度，这样才有利于生产制造和施工安装。 8) 使用寿命长
绝缘材料经过一定长的时期，均会发生老化现象，性能下降甚至无法运行。由于电缆线路的成本、施工费用高，敷设难度大，因此对电缆使用寿命的要求更高，要求经久耐用。目前电缆的设计使用寿命一般不少于30年。
3）常用电缆绝缘材料的种类和特点简介 1) 油浸纸绝缘的特点 ①绝缘电阻和耐压强度高；
②介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小； ③化学性能稳定； ④价格便宜； ⑤耐电晕性能好；
⑥耐热性能较差，长期允许运行温度只能到65℃； ⑦使用寿命长。 2) 橡胶绝缘的特点
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橡胶有天然与合成之分，早期电缆绝缘使用的是天然橡胶，现在电缆中使用的是合成橡胶，合成橡胶的种类众多，性能各异，用于电缆绝缘的主要有EPDM（三元乙丙橡胶），EPR（乙丙橡胶），它们的基本特点如下：
①具有高的电气性能和化学稳定性； ②在很大的温度范围内具有高弹性； ③气体、水(潮气)对其的渗透性低； ④在90℃以下时热稳定性能良好。 3) 聚氯乙烯绝缘的特点 ①电气性能较高； ②化学性能稳定； ③机械加工性能好； ④不延燃，阻燃性能好 ⑤价格便宜； ⑥介质损耗大； ⑦耐热性和耐寒性差； ⑧运行温度不能高于70℃。 4) 聚乙烯绝缘的特点 ①耐压强度高 ②介质损耗低；
③耐热老化性能、低温耐寒性能及化学性能稳定； ④耐水性好,吸湿率低,浸在水中绝缘电阻不会发生太大变化. ⑤比重小、机械加工性能好；
⑥耐电晕性能差；60℃以上时，其耐压强度急剧降低； ⑦易燃、易熔和易产生环境应力而开裂。 5) 交联聚乙烯绝缘的特点 ①绝缘电阻和耐压强度高；
②介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小 ③耐热老化性能、低温耐寒性能及化学性能稳定 ④耐电晕；
⑤耐环境应力开裂性能较聚乙烯好；
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⑥耐热性能好，长期允许运行温度可达90℃，且能承受短路时的250℃的瞬时高温。交联聚乙烯是由聚乙烯材料在高能射线或化学剂的作用下，使分子结构由原来的线状结构改变成三维空间网状结构，而大大提高了聚乙烯的耐热性和机械性能。 3.屏蔽层 （1）作用 1）.导体屏蔽
额定电压U0为1.8KV以上的电缆应有导体屏蔽，导体屏蔽应为挤包的半导电层。
①可均化绝缘上的电场分布，减少因表面效应所增加的导体表面最大场强，正常情况下使导体周围电场分布均匀。
②防止气隙、提高耐局部放电、树枝放电的特性；
③抑制树枝引发的作用。当导体表面金属刺入绝缘时，会引起电场集中，而引长电树枝。半导电屏蔽将有效的减弱毛刺附近的场强，从而使耐树枝放电特性得到极大的改进； 2).绝缘屏蔽
额定电压U0为1.8KV以上的电缆应有绝缘屏蔽，绝缘屏蔽应为挤包的半导电层。绝缘屏蔽同样起到均化电场的作用，另外在较高压下，由于运行中电缆弯曲部分受到张力作用伸长，若此时存在局部放电，则会由于表面弯曲产生微观裂纹导致电树枝引发或表面受局部放电腐蚀引起新的开裂引发新的树枝，绝缘屏蔽能够能够有效的的防止这类电树枝的引发。绝缘屏蔽同样可以防止金属屏蔽与绝缘层间的气隙的有害作用。 3).金属屏蔽
额定电压U0为1KV以上的电缆应有金属屏蔽，金属屏蔽有铜带屏蔽和铜丝屏蔽两种形式， 额定电压U0为21KV以上，同时导体截面积为500mm2及以上电缆的金属屏蔽层应采用铜丝屏蔽结构。 ①加强和限制电场在绝缘内的作用，使电场方向沿沿绝缘半径方向； ②用于三相四线制系统时可作为中性线，承担不平衡电流； ③铜带屏蔽电缆有较优越的防雷性；
④防止电缆轴向表面放电，电缆在没有良好的接地环境中，由于半导电层有一定的电阻系数，在电缆轴向可以引起电位的分布不均匀而造成沿表面放电； ⑤在正常情况下流过电容电流，短路时作为短路电流的回路； （2）材料要求
油纸电缆的导体屏蔽材料一般用金属化纸带或半导电纸带。绝缘屏蔽层一般采用半导电纸带。塑料、橡皮绝缘电缆的导体或绝缘屏蔽材料分别为半导电塑料和半导电橡皮。对于无金属护套的塑料、橡
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胶电缆，在绝缘屏蔽外还包有屏蔽铜带或铜丝。 （3）结构、种类
所谓金属化纸，就是在厚度为0.12mm的电缆纸的一面，贴有厚度为0.014mm的铝箔。所谓半导电纸，即在一般电缆纸浆中，掺入胶体碳粒所制成的纸，它的电阻率为107～109Ω·m。而半导电塑料、半导电橡皮，则要求电阻率在108Ω·m以下，实际数据远小于这一数字。 3.护层 （1）作用
护层的作用是密封保护电缆线芯免受外界机械损伤，潮气、水分的侵入，影响电缆线芯的绝缘电性能和机械老化性能指标；有些电缆的外护套还具有阻燃的作用，因此它的制造质量和敷设质量对电缆的使用寿命有很大的影响。 （2）材料要求
护层材料的密封性和防腐性必须良好，并且有足够机械强度，适当考虑空气中敷设电缆外护套材料的阻燃性能。 （3）结构、种类
一般电缆的护层是由内护套、内衬层、铠装层和外被层(或称为外护套)等几个部分有选择的组合而成。为适应不同环境场合的需要，护层在制造时，可以采用这几个部分不同组合的结构，因此在实际使用中，应注意按不同的用途选择不同结构的护层。
1) 内护套：其作用是密封和防腐，所以应采用密封性能好、不透气、耐热、耐寒、耐腐蚀、具有一定机械强度且柔软又可多次弯曲、容易制造和资源丰富的材料。
①铅护套(铅包)：在上世纪60年代前期的产品几乎全部都是这种内护套，其特点是易焊接、耐腐蚀、易加工，弯曲性能较好，缺点：电阻率较高，重量大，易造成土壤和水资源污染，长时间使用后容易结晶导致龟裂。
②聚氯乙烯护套：非金属护套，主要用于聚氯乙烯和交联聚乙烯绝缘电缆。它的特点是电性能优越，缺点是机械性能较差，耐热和耐寒性能较差，燃烧过程中会产生浓烟危害人员健康。
③聚乙烯护套：主要用于聚氯乙烯和交联聚乙烯绝缘电缆。它的特点是电性能比聚氯乙烯更优越，耐热和耐寒性能更强，抗透水性比聚氯乙烯好，缺点是阻燃性能差。
2) 外护层：在不同的环境中安装的电缆，对外护层的要求是不一样的，有些场所，如发电厂、变电站内、隧道及电缆沟内等安装的电缆就对机械加强保护的要求低些。有些场所，如水中和竖井高落差敷设的电缆，需要一定的抗拉强度。有些场所，如直埋敷设的电缆需要有径向加强的机械性能。外护层又可分成以下三个部分。
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