Ang pamamahagi ng stress ng electric field sa mga kable ng AC ay pare-pareho, at ang pokus ng mga materyales sa pagkakabukod ng cable ay nasa dielectric constant, na hindi apektado ng temperatura. Sa kaibahan, ang pamamahagi ng stress sa mga kable ng DC ay pinakamataas sa panloob na layer ng pagkakabukod at naiimpluwensyahan ng resistivity ng materyal na pagkakabukod. Ang mga materyales sa pagkakabukod ay nagpapakita ng isang negatibong koepisyent ng temperatura, ibig sabihin na habang tumataas ang temperatura, bumababa ang resistivity.
Kapag ang isang cable ay gumagana, ang mga pagkalugi sa core ay nagiging sanhi ng pagtaas ng temperatura, na humahantong sa mga pagbabago sa resistivity ng insulation material. Ito naman ay nagiging sanhi ng pag-iiba ng electric field sa loob ng insulation layer. Sa madaling salita, para sa parehong kapal ng pagkakabukod, bumababa ang boltahe ng pagkasira habang tumataas ang temperatura. Para sa mga linya ng trunk ng DC sa mga distributed power station, ang aging rate ng insulation material ay mas mabilis dahil sa mga pagbabago sa temperatura ng paligid kumpara sa mga nakabaon na cable, na isang kritikal na puntong dapat tandaan.
Sa panahon ng paggawa ng mga layer ng pagkakabukod ng cable, ang mga impurities ay hindi maiiwasang ipinakilala. Ang mga impurities na ito ay may medyo mas mababang resistivity ng insulation at hindi pantay na ipinamamahagi kasama ang radial na direksyon ng insulation layer. Nagreresulta ito sa iba't ibang dami ng resistivity sa iba't ibang lokasyon. Sa ilalim ng DC boltahe, ang electric field sa loob ng insulation layer ay mag-iiba din, na nagiging sanhi ng mga lugar na may pinakamababang volume resistivity sa mas mabilis na edad at maging mga potensyal na punto ng pagkabigo.
Ang mga kable ng AC ay hindi nagpapakita ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Sa simpleng mga termino, ang stress sa mga materyales ng AC cable ay pantay na ipinamamahagi, habang sa mga DC cable, ang insulation stress ay palaging puro sa pinakamahina na mga punto. Samakatuwid, ang mga proseso ng pagmamanupaktura at pamantayan para sa mga kable ng AC at DC ay dapat na pinamamahalaan nang iba.
Cross-linked polyethylene (XLPE)Ang mga insulated cable ay malawakang ginagamit sa mga AC application dahil sa kanilang mahusay na dielectric at pisikal na mga katangian, pati na rin ang kanilang mataas na cost-performance ratio. Gayunpaman, kapag ginamit bilang mga DC cable, nahaharap sila sa isang malaking hamon na may kaugnayan sa space charge, na partikular na kritikal sa mga high-voltage na DC cable. Kapag ang mga polymer ay ginagamit bilang DC cable insulation, ang isang malaking bilang ng mga naisalokal na traps sa loob ng insulation layer ay nagiging sanhi ng akumulasyon ng mga singil sa espasyo. Ang epekto ng mga singil sa espasyo sa mga materyales sa pagkakabukod ay pangunahing makikita sa dalawang aspeto: electric field distortion at non-electric field distortion effect, na parehong lubhang nakapipinsala sa insulation material.
Ang space charge ay tumutukoy sa sobrang singil na lampas sa electrical neutrality sa loob ng structural unit ng isang macroscopic material. Sa mga solido, ang mga positibo o negatibong singil sa espasyo ay nakatali sa mga naisalokal na antas ng enerhiya, na nagbibigay ng mga epekto ng polarisasyon sa anyo ng mga nakatali na polaron. Ang polarization ng space charge ay nangyayari kapag ang mga libreng ion ay naroroon sa isang dielectric na materyal. Dahil sa paggalaw ng ion, nag-iipon ang mga negatibong ion sa interface na malapit sa positibong elektrod, at naipon ang mga positibong ion sa interface na malapit sa negatibong elektrod. Sa isang AC electric field, ang paglipat ng mga positibo at negatibong singil ay hindi makakasabay sa mga mabilis na pagbabago sa dalas ng kuryente na electric field, kaya hindi nangyayari ang mga epekto ng space charge. Sa isang DC electric field, gayunpaman, ang electric field ay namamahagi ayon sa resistivity, na humahantong sa pagbuo ng mga singil sa espasyo at nakakaapekto sa electric field distribution. Ang XLPE insulation ay naglalaman ng malaking bilang ng mga localized na estado, na ginagawang mas malala ang mga epekto ng space charge.
Ang XLPE insulation ay chemically cross-linked, na bumubuo ng pinagsama-samang cross-linked na istraktura. Bilang isang non-polar polymer, ang cable mismo ay maihahalintulad sa isang malaking kapasitor. Kapag huminto ang transmisyon ng DC, katumbas ito ng pagsingil ng kapasitor. Bagama't naka-ground ang conductor core, hindi nagaganap ang epektibong discharge, na nag-iiwan ng malaking halaga ng enerhiya ng DC na nakaimbak sa cable bilang mga singil sa espasyo. Hindi tulad ng mga AC power cable, kung saan ang mga singil sa espasyo ay nawawala sa pamamagitan ng dielectric na pagkalugi, ang mga singil na ito ay naipon sa mga depekto sa cable.
Sa paglipas ng panahon, na may madalas na pagkagambala ng kuryente o pagbabagu-bago sa kasalukuyang lakas, ang mga XLPE insulated cable ay nag-iipon ng mas maraming singil sa espasyo, na nagpapabilis sa pagtanda ng insulation layer at binabawasan ang buhay ng serbisyo ng cable.
Oras ng post: Mar-10-2025