एसी केबल्समधील विद्युत क्षेत्राच्या ताणाचे वितरण एकसमान असते आणि केबल इन्सुलेशन सामग्रीचा भर डायलेक्ट्रिक स्थिरांकावर असतो, ज्यावर तापमानाचा परिणाम होत नाही. याउलट, डीसी केबल्समधील ताणाचे वितरण इन्सुलेशनच्या आतील थरात सर्वाधिक असते आणि ते इन्सुलेशन सामग्रीच्या रोधकतेवर अवलंबून असते. इन्सुलेशन सामग्री नकारात्मक तापमान गुणांक दर्शवते, म्हणजेच तापमान वाढल्यास रोधकता कमी होते.
जेव्हा केबल कार्यरत असते, तेव्हा कोअरमधील हानीमुळे तापमान वाढते, ज्यामुळे इन्सुलेशन मटेरियलच्या रोधकतेमध्ये बदल होतो. यामुळे, इन्सुलेशन थरातील विद्युत क्षेत्राचा ताण बदलतो. दुसऱ्या शब्दांत, इन्सुलेशनची जाडी समान असताना, तापमान वाढल्यास ब्रेकडाउन व्होल्टेज कमी होतो. वितरित वीज केंद्रांमधील डीसी ट्रंक लाईन्समध्ये, सभोवतालच्या तापमानातील चढउतारामुळे इन्सुलेशन मटेरियलचा वृद्धी दर जमिनीखालील केबल्सच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जलद असतो, ही एक लक्षात घेण्यासारखी महत्त्वाची बाब आहे.
केबल इन्सुलेशनच्या थरांच्या उत्पादनादरम्यान, अशुद्धी अपरिहार्यपणे त्यात मिसळतात. या अशुद्धींची इन्सुलेशन रोधकता तुलनेने कमी असते आणि त्या इन्सुलेशन थराच्या त्रिज्यीय दिशेने असमानपणे वितरित झालेल्या असतात. यामुळे वेगवेगळ्या ठिकाणी व्हॉल्यूम रोधकता बदलते. डीसी व्होल्टेजखाली, इन्सुलेशन थरातील विद्युत क्षेत्रातही बदल होतो, ज्यामुळे सर्वात कमी व्हॉल्यूम रोधकता असलेले भाग अधिक वेगाने जुने होतात आणि संभाव्य बिघाडाचे बिंदू बनतात.
एसी केबल्समध्ये ही घटना दिसून येत नाही. सोप्या भाषेत सांगायचे झाल्यास, एसी केबलच्या सामग्रीवरील ताण समान रीतीने वितरित झालेला असतो, तर डीसी केबल्समध्ये इन्सुलेशनचा ताण नेहमी सर्वात कमकुवत बिंदूंवर केंद्रित असतो. त्यामुळे, एसी आणि डीसी केबल्सच्या उत्पादन प्रक्रिया आणि मानकांचे व्यवस्थापन वेगवेगळ्या प्रकारे केले पाहिजे.
क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE)इन्सुलेटेड केबल्स त्यांच्या उत्कृष्ट डायलेक्ट्रिक आणि भौतिक गुणधर्मांमुळे, तसेच त्यांच्या उच्च खर्च-कार्यक्षमता गुणोत्तरामुळे एसी (AC) अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात. तथापि, जेव्हा डीसी (DC) केबल्स म्हणून वापरल्या जातात, तेव्हा त्यांना स्पेस चार्जशी संबंधित एका मोठ्या आव्हानाचा सामना करावा लागतो, जे विशेषतः उच्च-व्होल्टेज डीसी केबल्समध्ये अत्यंत गंभीर असते. जेव्हा डीसी केबल इन्सुलेशन म्हणून पॉलिमर वापरले जातात, तेव्हा इन्सुलेशन थरातील मोठ्या संख्येने स्थानिक ट्रॅप्समुळे स्पेस चार्ज जमा होतो. इन्सुलेशन सामग्रीवरील स्पेस चार्जचा परिणाम मुख्यत्वे दोन बाबींमध्ये दिसून येतो: विद्युत क्षेत्रातील विकृती आणि विद्युत क्षेत्राव्यतिरिक्त इतर विकृतीचे परिणाम, हे दोन्ही इन्सुलेशन सामग्रीसाठी अत्यंत हानिकारक असतात.
अवकाश प्रभार म्हणजे एखाद्या स्थूल पदार्थाच्या संरचनात्मक एककामध्ये विद्युत तटस्थतेच्या पलीकडे असलेला अतिरिक्त प्रभार. स्थायूंमध्ये, धन किंवा ऋण अवकाश प्रभार स्थानिक ऊर्जा पातळ्यांशी बांधलेले असतात, ज्यामुळे बद्ध पोलरॉनच्या स्वरूपात ध्रुवीकरण परिणाम निर्माण होतात. जेव्हा पराविद्युत पदार्थामध्ये मुक्त आयन उपस्थित असतात, तेव्हा अवकाश प्रभार ध्रुवीकरण होते. आयनांच्या हालचालीमुळे, धन इलेक्ट्रोडजवळील आंतरपृष्ठावर ऋण आयन जमा होतात आणि ऋण इलेक्ट्रोडजवळील आंतरपृष्ठावर धन आयन जमा होतात. एसी विद्युत क्षेत्रात, धन आणि ऋण प्रभारांचे स्थलांतर पॉवर फ्रिक्वेन्सी विद्युत क्षेत्रातील जलद बदलांशी जुळवून घेऊ शकत नाही, त्यामुळे अवकाश प्रभार परिणाम घडत नाहीत. तथापि, डीसी विद्युत क्षेत्रात, विद्युत क्षेत्र रोधकतेनुसार वितरित होते, ज्यामुळे अवकाश प्रभारांची निर्मिती होते आणि विद्युत क्षेत्राच्या वितरणावर परिणाम होतो. एक्सएलपीई इन्सुलेशनमध्ये मोठ्या संख्येने स्थानिक अवस्था असतात, ज्यामुळे अवकाश प्रभार परिणाम विशेषतः तीव्र होतात.
XLPE इन्सुलेशन रासायनिकरित्या क्रॉस-लिंक केलेले असते, ज्यामुळे एक एकात्मिक क्रॉस-लिंक्ड रचना तयार होते. एक नॉन-पोलर पॉलिमर असल्याने, केबलची तुलना एका मोठ्या कपॅसिटरशी करता येते. जेव्हा डीसी ट्रान्समिशन थांबते, तेव्हा ते कपॅसिटर चार्ज करण्यासारखेच असते. जरी कंडक्टरचा गाभा ग्राउंड केलेला असला तरी, प्रभावी डिस्चार्ज होत नाही, ज्यामुळे केबलमध्ये स्पेस चार्जेसच्या स्वरूपात लक्षणीय प्रमाणात डीसी ऊर्जा साठून राहते. एसी पॉवर केबल्सच्या विपरीत, जिथे डायलेक्ट्रिक लॉसेसमुळे स्पेस चार्जेस नष्ट होतात, येथे हे चार्जेस केबलमधील दोषांवर जमा होतात.
कालांतराने, वारंवार वीज खंडित झाल्यामुळे किंवा विद्युत प्रवाहाच्या तीव्रतेतील चढउतारामुळे, XLPE इन्सुलेटेड केबल्समध्ये अधिकाधिक स्पेस चार्ज जमा होतो, ज्यामुळे इन्सुलेशन थराचे वृद्धत्व वेगाने होते आणि केबलचे सेवा आयुष्य कमी होते.
पोस्ट करण्याची वेळ: १० मार्च २०२५