Ca două forme principale de transmisie a puterii, cablurile DC și cablurile AC au diferențe semnificative în proiectarea structurală. Aceste diferențe provin din principiile lor de lucru și cerințele scenariilor de aplicare. Caracteristicile structurale ale acestor două tipuri de cabluri vor fi analizate în detaliu din mai multe dimensiuni.
Caracteristicile structurale ale cablurilor DC
Proiectarea structurală a cablurilor DC ia în considerare în principal particularitatea distribuției câmpului electric DC. Intensitatea câmpului electric al cablurilor de curent continuu este proporțională cu coeficientul de rezistență de izolație, care variază în funcție de temperatură. Aceasta înseamnă că intensitatea maximă a câmpului electric din stratul de izolație al unui cablu de curent continuu nu este legată doar de tensiunea aplicată, ci și de curentul de sarcină.
O structură tipică de cablu de curent continuu de -înaltă tensiune include:
Stratul conductor: cuprul sau aluminiul de înaltă puritate este de obicei folosit ca material conductor.
Strat de izolație: adoptând o structură de coextrudare cu trei-straturi, inclusiv un strat de ecranare conductor nereticulat, un strat de izolație nereticulat și un strat de ecranare izolator nereticulat, materialul matricei este în mare parte polipropilenă nereticulat.
Strat tampon semiconductor: înfășurat în jurul stratului de izolație, utilizat pentru distribuția uniformă a câmpului electric.
Strat de înveliș metalic: de obicei o înveliș plat de aluminiu, care oferă protecție mecanică și ecranare electromagnetică.
Strat exterior: o structură co-extrudată cu trei-straturi, constând dintr-un strat adeziv topit la cald, o manta exterioară și un electrod semiconductor.
O altă caracteristică importantă a cablurilor de curent continuu este că izolația trebuie să poată rezista la tranziții rapide de polaritate. Conversia polarității sub sarcină poate determina o creștere a intensității câmpului electric din interiorul izolației, de obicei cu 50% până la 70%. Prin urmare, materialul izolator al cablurilor DC trebuie să aibă proprietăți electrice speciale.
Caracteristicile structurale ale cablurilor de curent alternativ
Proiectarea structurală a cablurilor de curent alternativ ia în considerare în primul rând proprietățile câmpurilor electrice alternative. Aceste cabluri au o distribuție uniformă a câmpului electric, absența tensiunilor tangențiale, construcție ușoară și capacitate mare de transport de curent-. Structura cablurilor de alimentare izolate-polietilenă reticulat (XLPE)-și a cablurilor de alimentare izolate cu clorură de polivinil (PVC)-pentru 1 kV și mai jos este fundamental identică.
Structura tipică a cablurilor AC cuprinde:
Conductor: folosește de obicei o configurație de conductor spiralat pentru a îmbunătăți flexibilitatea și conductivitatea electrică.
Strat de izolație: materialele obișnuite includ clorură de polivinil (PVC), polietilenă reticulat-(XLPE) și fluoroplastice.
Shielding Layer: Previne semnalele de interferență să pătrundă în straturile interioare, reducând în același timp pierderea semnalului de transmisie.
Teacă: Cuprinzând o manta interioară și exterioară pentru a proteja miezul cablului de impactul asupra mediului.
Cablurile de curent alternativ trebuie să țină cont de efectele efectului de piele și ale efectului de proximitate. Efectul de piele face ca curentul să se distribuie neuniform pe secțiunea transversală-conductorului, cu o densitate mai mare a curentului aproape de suprafață; efectul de proximitate induce interacțiuni de câmp electromagnetic între conductori care influențează distribuția curentului. Aceste fenomene măresc rezistența AC a conductorului, reducând astfel capacitatea de purtare a curentului permisă-.
Principalele diferențe structurale dintre cablurile DC și AC
1. Diferențele în proiectarea izolației
Cablurile de curent continuu trebuie să rezolve problema distribuției neuniforme a câmpului electric (câmpul electric de curent continuu este afectat de rezistivitatea materialului), iar stratul de izolație poate fi mai gros sau pot fi utilizate materiale speciale (cum ar fi polietilena reticulat-XLPE). Și izolația cablurilor AC este optimizată pentru câmpurile electrice AC (cum ar fi PVC, XLPE).
Intensitatea maximă a câmpului cablurilor de curent continuu în condiții tranzitorii și fără{0}}încărcare apare de obicei pe suprafața conductorului, în timp ce sub sarcină, intensitatea maximă a câmpului apare pe suprafața stratului de izolație. Distribuția câmpului electric al cablurilor de curent alternativ este relativ uniformă.
2. Diferențele în stratul de ecranare
Cablurile de curent continuu de înaltă tensiune necesită o ecranare îmbunătățită pentru a suprima efectele de încărcare a spațiului, în timp ce cablurile de -joasă tensiune au cerințe de ecranare relativ mai mici. Stratul de ecranare al cablurilor de curent continuu necesită un design mai strict pentru a preveni interferența câmpului electric.
3. Diferențele în structura conductorului
Cablurile DC adoptă de obicei o structură cu un singur miez, constând doar din poli pozitivi și negativi. Cablul de comunicație adoptă un sistem trifazat cu patru fire sau cinci fire, cu o structură mai complexă.
4. Diferențe în cerințele de polaritate
Cablurile DC trebuie să aibă conexiuni clare la poli pozitivi și negativi, deoarece polaritatea incorectă poate cauza deteriorarea echipamentului. Cablurile AC nu au cerințe de polaritate, trebuie doar să distingă faze.
5. Diferențe în caracteristicile pierderilor
Cablurile de curent continuu nu au efectul de piele și pierderile de curent turbionar ale cablurilor de curent alternativ, ceea ce le face potrivite pentru transmisia de energie la-lungi distanțe. Cablurile de curent alternativ au costuri mai mici în distribuția pe distanțe scurte, dar pierderi mai mari pe distanțe lungi.
