Taburan tegasan medan elektrik dalam kabel AC adalah seragam, dan fokus bahan penebat kabel adalah pada pemalar dielektrik, yang tidak terjejas oleh suhu. Sebaliknya, taburan tegasan dalam kabel DC adalah tertinggi pada lapisan dalam penebat dan dipengaruhi oleh kerintangan bahan penebat. Bahan penebat mempamerkan pekali suhu negatif, bermakna apabila suhu meningkat, kerintangan berkurangan.
Apabila kabel beroperasi, kehilangan teras menyebabkan suhu meningkat, yang membawa kepada perubahan dalam kerintangan bahan penebat. Ini seterusnya menyebabkan tegasan medan elektrik dalam lapisan penebat berubah-ubah. Dalam erti kata lain, untuk ketebalan penebat yang sama, voltan kerosakan berkurangan apabila suhu meningkat. Bagi talian batang DC di stesen janakuasa teragih, kadar penuaan bahan penebat adalah jauh lebih cepat disebabkan oleh turun naik suhu ambien berbanding kabel yang tertimbus, yang merupakan perkara penting yang perlu diberi perhatian.
Semasa penghasilan lapisan penebat kabel, bendasing pasti akan diperkenalkan. Bendasing ini mempunyai kerintangan penebat yang agak rendah dan diagihkan secara tidak sekata di sepanjang arah jejari lapisan penebat. Ini mengakibatkan kerintangan isipadu yang berbeza-beza di lokasi yang berbeza. Di bawah voltan DC, medan elektrik di dalam lapisan penebat juga akan berbeza-beza, menyebabkan kawasan yang mempunyai kerintangan isipadu terendah menjadi lebih cepat tua dan menjadi titik kegagalan yang berpotensi.
Kabel AC tidak menunjukkan fenomena ini. Secara ringkasnya, tegasan pada bahan kabel AC diagihkan secara seragam, manakala dalam kabel DC, tegasan penebat sentiasa tertumpu pada titik paling lemah. Oleh itu, proses dan piawaian pembuatan untuk kabel AC dan DC harus diuruskan secara berbeza.
Polietilena berangkai silang (XLPE)Kabel berpenebat digunakan secara meluas dalam aplikasi AC kerana sifat dielektrik dan fizikalnya yang sangat baik, serta nisbah prestasi kos yang tinggi. Walau bagaimanapun, apabila digunakan sebagai kabel DC, ia menghadapi cabaran ketara yang berkaitan dengan cas ruang, yang amat kritikal dalam kabel DC voltan tinggi. Apabila polimer digunakan sebagai penebat kabel DC, sebilangan besar perangkap setempat dalam lapisan penebat menyebabkan pengumpulan cas ruang. Kesan cas ruang pada bahan penebat terutamanya tercermin dalam dua aspek: herotan medan elektrik dan kesan herotan medan bukan elektrik, kedua-duanya sangat memudaratkan bahan penebat.
Cas ruang merujuk kepada cas berlebihan yang melebihi peneutralan elektrik dalam unit struktur bahan makroskopik. Dalam pepejal, cas ruang positif atau negatif terikat pada aras tenaga setempat, memberikan kesan pengkutuban dalam bentuk polar yang terikat. Pengkutuban cas ruang berlaku apabila ion bebas terdapat dalam bahan dielektrik. Disebabkan oleh pergerakan ion, ion negatif terkumpul di antara muka berhampiran elektrod positif, dan ion positif terkumpul di antara muka berhampiran elektrod negatif. Dalam medan elektrik AC, penghijrahan cas positif dan negatif tidak dapat mengikuti perubahan pantas dalam medan elektrik frekuensi kuasa, jadi kesan cas ruang tidak berlaku. Walau bagaimanapun, dalam medan elektrik DC, medan elektrik diagihkan mengikut kerintangan, yang membawa kepada pembentukan cas ruang dan menjejaskan taburan medan elektrik. Penebat XLPE mengandungi sebilangan besar keadaan setempat, menjadikan kesan cas ruang amat teruk.
Penebat XLPE secara kimianya saling berkaitan, membentuk struktur saling berkaitan bersepadu. Sebagai polimer bukan kutub, kabel itu sendiri boleh diibaratkan seperti kapasitor besar. Apabila penghantaran DC berhenti, ia bersamaan dengan mengecas kapasitor. Walaupun teras konduktor dibumikan, nyahcas berkesan tidak berlaku, meninggalkan sejumlah besar tenaga DC yang tersimpan dalam kabel sebagai cas ruang. Tidak seperti kabel kuasa AC, di mana cas ruang dihamburkan melalui kehilangan dielektrik, cas ini terkumpul pada kecacatan pada kabel.
Lama-kelamaan, dengan gangguan kuasa yang kerap atau turun naik kekuatan arus, kabel bertebat XLPE mengumpul lebih banyak cas ruang, mempercepat penuaan lapisan penebat dan mengurangkan hayat perkhidmatan kabel.
Masa siaran: 10-Mac-2025