Айнымалы ток кабельдеріндегі электр өрісінің кернеуінің таралуы біркелкі, ал кабельдік оқшаулағыш материалдардың фокусы температура әсер етпейтін диэлектрлік өтімділікке бағытталған. Керісінше, тұрақты ток кабельдеріндегі кернеудің таралуы оқшаулаудың ішкі қабатында ең жоғары болады және оқшаулағыш материалдың кедергісі әсер етеді. Оқшаулағыш материалдар теріс температура коэффициентін көрсетеді, яғни температура жоғарылаған сайын меншікті кедергі төмендейді.
Кабель жұмыс істеп тұрған кезде, негізгі жоғалтулар температураның көтерілуіне әкеледі, бұл оқшаулағыш материалдың кедергісінің өзгеруіне әкеледі. Бұл, өз кезегінде, оқшаулау қабатындағы электр өрісінің кернеуінің өзгеруіне әкеледі. Басқаша айтқанда, оқшаулаудың бірдей қалыңдығы үшін температура көтерілген кезде бұзылу кернеуі төмендейді. Бөлінген электр станцияларындағы тұрақты ток магистральдық желілері үшін оқшаулағыш материалдың қартаю жылдамдығы көмілген кабельдермен салыстырғанда қоршаған орта температурасының ауытқуына байланысты айтарлықтай жылдамырақ, бұл маңызды сәт болып табылады.
Кабельді оқшаулау қабаттарын өндіру кезінде қоспалар сөзсіз енгізіледі. Бұл қоспалар салыстырмалы түрде төмен оқшаулау кедергісіне ие және оқшаулағыш қабаттың радиалды бағыты бойынша біркелкі емес таралады. Бұл әртүрлі жерлерде әртүрлі көлемдік кедергіге әкеледі. Тұрақты кернеу кезінде оқшаулау қабатындағы электр өрісі де өзгереді, бұл ең төменгі көлемдік кедергісі бар аймақтардың тезірек қартаюына және ықтимал бұзылу нүктелеріне айналады.
Айнымалы ток кабельдері бұл құбылысты көрсетпейді. Қарапайым тілмен айтқанда, айнымалы ток кабелінің материалдарындағы кернеу біркелкі бөлінеді, ал тұрақты ток кабельдерінде оқшаулау кернеуі әрқашан ең әлсіз нүктелерде шоғырланған. Сондықтан айнымалы және тұрақты ток кабельдерінің өндірістік процестері мен стандарттарын басқаша басқару керек.
Айқаспалы полиэтилен (XLPE)оқшауланған кабельдер олардың тамаша диэлектрлік және физикалық қасиеттеріне, сондай-ақ шығындар мен өнімділіктің жоғары коэффициентіне байланысты айнымалы ток қолданбаларында кеңінен қолданылады. Дегенмен, тұрақты ток кабельдері ретінде пайдаланылған кезде, олар әсіресе жоғары вольтты тұрақты ток кабельдерінде өте маңызды болып табылатын ғарыштық зарядқа байланысты айтарлықтай қиындықтарға тап болады. Тұрақты ток кабелінің оқшаулауы ретінде полимерлер пайдаланылған кезде, оқшаулау қабатының ішіндегі локализацияланған тұзақтардың көп саны кеңістіктік зарядтардың жиналуын тудырады. Оқшаулағыш материалдарға ғарыштық зарядтардың әсері негізінен екі аспектіде көрінеді: электр өрісінің бұрмалануы және электр өрісінің емес бұрмалануының әсерлері, екеуі де оқшаулағыш материалға өте зиянды.
Кеңістік заряды макроскопиялық материалдың құрылымдық бірлігіндегі электрлік бейтараптықтан тыс артық зарядты білдіреді. Қатты денелерде оң немесе теріс кеңістік зарядтары локализацияланған энергетикалық деңгейлермен байланысып, байланысқан полярондар түріндегі поляризация әсерлерін қамтамасыз етеді. Кеңістік зарядының поляризациясы диэлектрлік материалда бос иондар болған кезде пайда болады. Иондардың қозғалысына байланысты оң электродтың жанындағы интерфейсте теріс иондар, ал теріс электродтың жанында оң иондар жиналады. Айнымалы токтың электр өрісінде оң және теріс зарядтардың миграциясы қуат жиілігінің электр өрісінің жылдам өзгеруіне төтеп бере алмайды, сондықтан ғарыштық заряд әсерлері болмайды. Тұрақты ток электр өрісінде, алайда, электр өрісі кедергіге сәйкес таралады, бұл кеңістік зарядтарының пайда болуына әкеледі және электр өрісінің таралуына әсер етеді. XLPE оқшаулауында локализацияланған күйлердің үлкен саны бар, бұл ғарыштық заряд әсерлерін әсіресе ауыр етеді.
XLPE оқшаулауы біріктірілген кросс-байланыстырылған құрылымды құра отырып, химиялық өзара байланысқан. Полярлы емес полимер ретінде кабельдің өзін үлкен конденсаторға ұқсатуға болады. Тұрақты ток беру тоқтаған кезде ол конденсаторды зарядтауға тең. Өткізгіштің өзегі жерге тұйықталған болса да, тиімді разряд болмайды, бұл кабельде кеңістік заряды ретінде сақталған тұрақты ток энергиясының айтарлықтай көлемін қалдырады. Кеңістік зарядтары диэлектрлік шығындар арқылы таралатын айнымалы ток қуат кабельдерінен айырмашылығы, бұл зарядтар кабельдегі ақаулар кезінде жиналады.
Уақыт өте келе, жиі қуат үзілістері немесе ток күшінің ауытқуы кезінде XLPE оқшауланған кабельдер көбірек кеңістік зарядтарын жинайды, бұл оқшаулау қабатының қартаюын тездетеді және кабельдің қызмет ету мерзімін қысқартады.
Хабарлама уақыты: 10 наурыз-2025 ж