Shpërndarja e tensionit të fushës elektrike në kabllot AC është uniforme, dhe fokusi i materialeve izoluese të kabllove është në konstanten dielektrike, e cila nuk ndikohet nga temperatura. Në të kundërt, shpërndarja e tensionit në kabllot DC është më e larta në shtresën e brendshme të izolimit dhe ndikohet nga rezistenca e materialit izolues. Materialet izoluese shfaqin një koeficient negativ të temperaturës, që do të thotë se me rritjen e temperaturës, rezistenca zvogëlohet.
Kur një kabllo është në funksion, humbjet në bërthamë shkaktojnë rritjen e temperaturës, duke çuar në ndryshime në rezistencën e materialit izolues. Kjo, nga ana tjetër, shkakton ndryshimin e tensionit të fushës elektrike brenda shtresës izoluese. Me fjalë të tjera, për të njëjtën trashësi izolimi, tensioni i prishjes zvogëlohet ndërsa temperatura rritet. Për linjat kryesore të rrymës së vazhdueshme (DC) në termocentralet e shpërndara, shkalla e plakjes së materialit izolues është dukshëm më e shpejtë për shkak të luhatjeve në temperaturën e ambientit krahasuar me kabllot e varrosura, gjë që është një pikë kritike për t'u theksuar.
Gjatë prodhimit të shtresave izoluese të kabllove, futen në mënyrë të pashmangshme papastërti. Këto papastërti kanë rezistencë izolimi relativisht më të ulët dhe shpërndahen në mënyrë të pabarabartë përgjatë drejtimit radial të shtresës izoluese. Kjo rezulton në rezistencë vëllimore të ndryshme në vende të ndryshme. Nën tension DC, fusha elektrike brenda shtresës izoluese gjithashtu do të ndryshojë, duke bërë që zonat me rezistencën vëllimore më të ulët të plaken më shpejt dhe të bëhen pika të mundshme dështimi.
Kabllot AC nuk e shfaqin këtë fenomen. Me fjalë të thjeshta, stresi në materialet e kabllove AC shpërndahet në mënyrë uniforme, ndërsa në kabllot DC, stresi i izolimit është gjithmonë i përqendruar në pikat më të dobëta. Prandaj, proceset dhe standardet e prodhimit për kabllot AC dhe DC duhet të menaxhohen ndryshe.
Polietileni i lidhur kryq (XLPE)Kabllot e izoluara përdoren gjerësisht në aplikimet AC për shkak të vetive të tyre të shkëlqyera dielektrike dhe fizike, si dhe raportit të tyre të lartë kosto-performancë. Megjithatë, kur përdoren si kabllo DC, ato përballen me një sfidë të rëndësishme që lidhet me ngarkesën hapësinore, e cila është veçanërisht kritike në kabllot DC me tension të lartë. Kur polimerët përdoren si izolim të kabllove DC, një numër i madh kurthesh të lokalizuara brenda shtresës izoluese shkaktojnë akumulimin e ngarkesave hapësinore. Ndikimi i ngarkesave hapësinore në materialet izoluese reflektohet kryesisht në dy aspekte: shtrembërimi i fushës elektrike dhe efektet e shtrembërimit jo-elektrike të fushës, të cilat të dyja janë shumë të dëmshme për materialin izolues.
Ngarkesa hapësinore i referohet ngarkesës së tepërt përtej neutralitetit elektrik brenda një njësie strukturore të një materiali makroskopik. Në trupat e ngurtë, ngarkesat hapësinore pozitive ose negative janë të lidhura me nivele të energjisë lokale, duke siguruar efekte polarizimi në formën e polaroneve të lidhura. Polarizimi i ngarkesës hapësinore ndodh kur jonet e lira janë të pranishme në një material dielektrik. Për shkak të lëvizjes së joneve, jonet negative grumbullohen në ndërfaqen pranë elektrodës pozitive, dhe jonet pozitive grumbullohen në ndërfaqen pranë elektrodës negative. Në një fushë elektrike AC, migrimi i ngarkesave pozitive dhe negative nuk mund të mbajë ritmin me ndryshimet e shpejta në fushën elektrike të frekuencës së fuqisë, kështu që efektet e ngarkesës hapësinore nuk ndodhin. Megjithatë, në një fushë elektrike DC, fusha elektrike shpërndahet sipas rezistencës, duke çuar në formimin e ngarkesave hapësinore dhe duke ndikuar në shpërndarjen e fushës elektrike. Izolimi XLPE përmban një numër të madh gjendjesh të lokalizuara, duke i bërë efektet e ngarkesës hapësinore veçanërisht të rënda.
Izolimi XLPE është i lidhur kimikisht, duke formuar një strukturë të integruar të lidhur. Si një polimer jo polar, vetë kablloja mund të krahasohet me një kondensator të madh. Kur transmetimi DC ndalet, kjo është ekuivalente me ngarkimin e një kondensatori. Edhe pse bërthama e përçuesit është e tokëzuar, nuk ndodh shkarkim efektiv, duke lënë një sasi të konsiderueshme të energjisë DC të ruajtur në kabllo si ngarkesa hapësinore. Ndryshe nga kabllot e energjisë AC, ku ngarkesat hapësinore shpërndahen përmes humbjeve dielektrike, këto ngarkesa grumbullohen në defekte në kabllo.
Me kalimin e kohës, me ndërprerje të shpeshta të energjisë ose luhatje në forcën e rrymës, kabllot e izoluara XLPE grumbullojnë gjithnjë e më shumë ngarkesa hapësinore, duke përshpejtuar plakjen e shtresës izoluese dhe duke zvogëluar jetëgjatësinë e kabllit.
Koha e postimit: 10 Mars 2025