Ang distribusyon ng stress sa electric field sa mga AC cable ay pare-pareho, at ang pokus ng mga materyales sa pagkakabukod ng cable ay nasa dielectric constant, na hindi apektado ng temperatura. Sa kabaligtaran, ang distribusyon ng stress sa mga DC cable ay pinakamataas sa panloob na layer ng insulation at naiimpluwensyahan ng resistivity ng insulation material. Ang mga insulation material ay nagpapakita ng negatibong temperature coefficient, ibig sabihin habang tumataas ang temperatura, bumababa ang resistivity.
Kapag ginagamit ang isang kable, ang mga core losses ay nagdudulot ng pagtaas ng temperatura, na humahantong sa mga pagbabago sa resistivity ng insulation material. Ito naman, ay nagiging sanhi ng pag-iiba-iba ng electric field stress sa loob ng insulation layer. Sa madaling salita, para sa parehong kapal ng insulation, bumababa ang breakdown voltage habang tumataas ang temperatura. Para sa mga DC trunk lines sa mga distributed power station, ang aging rate ng insulation material ay mas mabilis dahil sa mga pagbabago-bago sa ambient temperature kumpara sa mga nakabaong kable, na isang mahalagang puntong dapat tandaan.
Sa panahon ng paggawa ng mga patong ng pagkakabukod ng kable, hindi maiiwasang may mga dumi na pumapasok. Ang mga duming ito ay may medyo mas mababang resistivity ng pagkakabukod at hindi pantay na ipinamamahagi sa direksyon ng radial ng patong ng pagkakabukod. Nagreresulta ito sa iba't ibang volume resistivity sa iba't ibang lokasyon. Sa ilalim ng boltahe ng DC, ang electric field sa loob ng patong ng pagkakabukod ay mag-iiba rin, na nagiging sanhi ng mas mabilis na pagtanda ng mga lugar na may pinakamababang volume resistivity at maging mga potensyal na punto ng pagkabigo.
Hindi ipinapakita ng mga AC cable ang ganitong penomeno. Sa madaling salita, ang stress sa mga materyales ng AC cable ay pantay na ipinamamahagi, habang sa mga DC cable, ang stress sa pagkakabukod ay palaging nakapokus sa pinakamahinang mga punto. Samakatuwid, ang mga proseso ng pagmamanupaktura at mga pamantayan para sa mga AC at DC cable ay dapat na pamahalaan nang iba.
Polyethylene na may cross-link (XLPE)Ang mga insulated cable ay malawakang ginagamit sa mga aplikasyon ng AC dahil sa kanilang mahusay na dielectric at pisikal na 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 DC cable. Kapag ang mga polymer ay ginagamit bilang insulation ng DC cable, ang isang malaking bilang ng mga localized trap sa loob ng insulation layer ay nagdudulot ng akumulasyon ng mga space charge. Ang epekto ng mga space charge sa mga materyales sa insulation ay pangunahing makikita sa dalawang aspeto: electric field distortion at non-electric field distortion effects, na parehong lubhang nakakapinsala sa materyal ng insulation.
Ang space charge ay tumutukoy sa labis na karga na lampas sa electrical neutrality sa loob ng isang structural unit ng isang macroscopic material. Sa mga solid, ang mga positibo o negatibong space charge ay nakatali sa mga localized energy level, na nagbibigay ng mga polarization effect sa anyo ng mga nakatali na polaron. Nangyayari ang space charge polarization kapag ang mga free ion ay nasa isang dielectric material. Dahil sa paggalaw ng ion, ang mga negatibong ion ay naiipon sa interface malapit sa positibong electrode, at ang mga positibong ion ay naiipon sa interface malapit sa negatibong electrode. Sa isang AC electric field, ang paglipat ng mga positibo at negatibong karga ay hindi makakasabay sa mabilis na pagbabago sa power frequency electric field, kaya hindi nangyayari ang mga space charge effect. Gayunpaman, sa isang DC electric field, ang electric field ay namamahagi ayon sa resistivity, na humahantong sa pagbuo ng mga space charge at nakakaapekto sa distribusyon ng electric field. Ang XLPE insulation ay naglalaman ng maraming localized states, na ginagawang partikular na malala ang mga space charge effect.
Ang XLPE insulation ay kemikal na naka-cross-link, na bumubuo ng isang integrated cross-linked na istruktura. Bilang isang non-polar polymer, ang cable mismo ay maihahalintulad sa isang malaking capacitor. Kapag huminto ang DC transmission, ito ay katumbas ng pag-charge ng isang capacitor. Bagama't naka-ground ang conductor core, hindi nangyayari ang effective discharge, na nag-iiwan ng malaking halaga ng DC energy na nakaimbak sa cable bilang space charges. Hindi tulad ng AC power cables, kung saan ang space charges ay napapawi sa pamamagitan ng dielectric losses, ang mga charge na ito ay naiipon sa mga depekto sa cable.
Sa paglipas ng panahon, dahil sa madalas na pagkawala ng kuryente o pagbabago-bago ng lakas ng kasalukuyang, ang mga XLPE insulated cable ay nakakaipon ng mas maraming espasyo, na nagpapabilis sa pagtanda ng insulation layer at nagpapababa ng buhay ng serbisyo ng cable.
Oras ng pag-post: Mar-10-2025