Com a dues formes principals de transmissió d'energia, els cables de CC (com araFilferro trenat d'alta temperatura UL1180 ,Filferro de coure platejat aïllat amb PTFEi així successivament) i els cables de CA tenen diferències significatives en el disseny estructural. Aquestes diferències deriven dels seus respectius principis de treball i dels requisits d'escenari d'aplicació. Les característiques estructurals d'aquests dos tipus de cables s'analitzaran amb detall a partir de múltiples dimensions.
Característiques estructurals dels cables de corrent continu
El disseny estructural dels cables de corrent continu té en compte principalment la particularitat de la distribució del camp elèctric de corrent continu. La intensitat del camp elèctric dels cables de corrent continu és proporcional al coeficient de resistència d'aïllament, que varia amb la temperatura. Això significa que la intensitat màxima del camp elèctric a la capa d'aïllament d'un cable de CC no només està relacionada amb la tensió aplicada, sinó també amb el corrent de càrrega.
Una estructura típica de cable de corrent continu d'alta{0}}tensió inclou:
Capa conductora: normalment s'utilitza coure o alumini d'alta puresa com a material conductor.
Capa d'aïllament: adoptant una estructura de co-extrusió de tres-capes, que inclou una capa de blindatge de conductor no reticulat, una capa d'aïllament no reticulada i una capa de blindatge d'aïllament no reticulat, el material de la matriu és majoritàriament polipropilè no reticulat.
Capa tampó semiconductora: embolicada al voltant de la capa d'aïllament, utilitzada per a una distribució uniforme del camp elèctric.
Capa de funda metàl·lica: generalment una funda plana d'alumini, que proporciona protecció mecànica i blindatge electromagnètic.
Capa exterior: una estructura coextruïda de tres-capes que consta d'una capa adhesiva de fusió en calent, una funda exterior i un elèctrode semiconductor.
Una altra característica important dels cables de corrent continu (com araFilferro trenat d'alta temperatura UL1180 ,Filferro de coure platejat aïllat amb PTFEi així successivament) és que l'aïllament ha de ser capaç de suportar transicions ràpides de polaritat. La conversió de polaritat sota càrrega pot provocar un augment de la intensitat del camp elèctric dins de l'aïllament, normalment entre un 50% i un 70%. Per tant, el material aïllant dels cables de CC ha de tenir propietats elèctriques especials.
Característiques estructurals dels cables de CA
El disseny estructural dels cables de CA considera principalment les propietats dels camps elèctrics alterns. Aquests cables presenten una distribució uniforme del camp elèctric, l'absència de tensió tangencial, una construcció lleugera i una gran capacitat de transport de corrent-. L'estructura dels cables d'alimentació aïllats de -polietilè reticulat (XLPE)-i els cables d'alimentació aïllats de clorur de polivinil (PVC)-per a 1 kV i menys és fonamentalment idèntica.
L'estructura típica dels cables de CA inclou:
Conductor: normalment empra una configuració de conductor trenat per millorar la flexibilitat i la conductivitat elèctrica.
Capa d'aïllament: els materials habituals inclouen el clorur de polivinil (PVC), el -polietilè reticulat (XLPE) i els fluoroplàstics.
Capa de blindatge: evita que els senyals d'interferència penetrin a les capes internes alhora que redueix la pèrdua de senyal de transmissió.
Beina: que consta d'una funda interior i exterior per protegir el nucli del cable dels impactes ambientals.
Els cables de CA han de tenir en compte els efectes de l'efecte pell i l'efecte de proximitat. L'efecte pell fa que el corrent es distribueixi de manera desigual a través de la secció transversal-del conductor, amb una densitat de corrent més alta a prop de la superfície; l'efecte de proximitat indueix interaccions de camp electromagnètic entre conductors que influeixen en la distribució del corrent. Aquests fenòmens augmenten la resistència de CA del conductor, reduint així la seva capacitat de càrrega de corrent-admesa.
Les principals diferències estructurals entre els cables de CC i CA
1. Diferències en el disseny d'aïllament
Els cables de CC han de resoldre el problema de la distribució desigual del camp elèctric (el camp elèctric de CC es veu afectat per la resistivitat del material) i la capa d'aïllament pot ser més gruixuda o es poden utilitzar materials especials (com ara XLPE de polietilè reticulat{0}}). I l'aïllament dels cables de CA està optimitzat per a camps elèctrics de CA (com PVC, XLPE).
La força de camp màxima dels cables de CC en condicions transitòries i sense{0}}càrrega es produeix normalment a la superfície del conductor, mentre que sota càrrega, la força de camp màxima es produeix a la superfície de la capa d'aïllament. La distribució del camp elèctric dels cables de CA és relativament uniforme.
2. Diferències en la capa de blindatge
Els cables de corrent continu d'alta tensió requereixen un blindatge millorat per suprimir els efectes de càrrega espacial, mentre que els cables de baixa -tensió tenen requisits de blindatge relativament més baixos. La capa de blindatge dels cables de CC (com araFilferro trenat d'alta temperatura UL1180 ,Filferro de coure platejat aïllat amb PTFEi així successivament) requereix un disseny més estricte per evitar interferències de camp elèctric.
3. Diferències en l'estructura del conductor
Els cables de corrent continu solen adoptar una estructura de nucli únic, que consta només de pols positius i negatius. El cable de comunicació adopta un sistema trifàsic de quatre o cinc fils, amb una estructura més complexa.
4. Diferències en els requisits de polaritat
Els cables de CC han de tenir connexions clares de pols positius i negatius, ja que una polaritat incorrecta pot causar danys a l'equip. Els cables de CA no tenen requisits de polaritat, només cal distingir fases.
5. Diferències en les característiques de pèrdua
Els cables de corrent continu no tenen l'efecte de pell i les pèrdues de corrent de Foucault dels cables de corrent altern, el que els fa aptes per a la transmissió d'energia a llarga-distància. Els cables de CA tenen costos més baixos en la distribució de curta distància, però pèrdues més elevades a llargues distàncies.
