防水電纜的設計原理主要是通過一系列特殊結構和材料的應用，防止水分滲透到電纜內部，確保電纜在潮濕或者積水環境下仍能正常工作，延長其使用壽命。以下是幾個關鍵的設計原理：

密封結構設計：防水電纜通過設計密封結構來阻斷水分的侵入路徑。比如，電纜的接頭、終端和接線盒等部件都會采用特殊的密封設計，如使用密封膠圈、密封墊等，以確保連接部位的密封效果。

防水材料的應用：電纜的外護套通常采用具有良好防水性能的材料，如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）等，這些材料能夠有效抵抗水分的滲透。

阻水層的設置：在電纜內部，會設置阻水層，比如阻水粉層或膨脹阻水帶。阻水粉可以吸收水分并形成凝膠狀物質，阻止水分繼續滲透。膨脹阻水帶遇水會膨脹，從而堵住水分的滲透通道。

多層結構設計：像貴州天虹志遠電線電纜公司的專利那樣，通過多層防水結構設計，如鋁合金導體外包裹膨脹阻水帶、線纜阻水帶和聚乙烯外套，形成多道防水屏障。

特殊形狀的設計：如某些電纜的絕緣屏蔽層采用溝槽式結構，這種設計可以在溝槽內填充阻水粉，進一步提高電纜的防水性能。

機械固定與壓力平衡：電纜防水接線盒等的設計中，會采用螺紋壓緊或內壓蓋直接按壓方式來固定，避免密封膠圈因外界壓力變化而被擠壓變形。同時，通過形成真空室等方式，達到壓力平衡，防止水分因壓力差而滲透。

綜上所述，防水電纜的設計原理是通過物理和化學方法的結合，利用密封、阻水材料和特殊結構設計，達到防止水分侵入電纜內部的目的。這些設計確保了電纜在各種惡劣環境下都能保持良好的電氣性能和機械性能。