Pengagihan tegasan medan elektrik dalam kabel AC adalah seragam, dan tumpuan bahan penebat kabel adalah pada pemalar dielektrik, yang tidak dipengaruhi oleh suhu. Sebaliknya, pengagihan 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 sedang beroperasi, kehilangan teras menyebabkan suhu meningkat, membawa kepada perubahan dalam kerintangan bahan penebat. Ini, seterusnya, menyebabkan tekanan medan elektrik dalam lapisan penebat berubah-ubah. Dalam erti kata lain, untuk ketebalan penebat yang sama, voltan pecahan berkurangan apabila suhu meningkat. Untuk talian batang DC di stesen janakuasa teragih, kadar penuaan bahan penebat adalah lebih cepat disebabkan oleh turun naik suhu ambien berbanding dengan kabel terkubur, yang merupakan titik kritikal yang perlu diberi perhatian.
Semasa pengeluaran lapisan penebat kabel, kekotoran tidak dapat dielakkan diperkenalkan. Kekotoran ini mempunyai kerintangan penebat yang agak rendah dan diagihkan tidak sekata sepanjang arah jejari lapisan penebat. Ini menghasilkan kerintangan isipadu yang berbeza-beza di lokasi yang berbeza. Di bawah voltan DC, medan elektrik 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 ringkas, tegasan pada bahan kabel AC diagihkan secara seragam, manakala dalam kabel DC, tegasan penebat sentiasa tertumpu pada titik paling lemah. Oleh itu, proses pembuatan dan piawaian untuk kabel AC dan DC harus diuruskan secara berbeza.
Polietilena bersilang (XLPE)kabel bertebat 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, mereka menghadapi cabaran besar yang berkaitan dengan caj ruang, yang amat kritikal dalam kabel DC voltan tinggi. Apabila polimer digunakan sebagai penebat kabel DC, sejumlah besar perangkap setempat dalam lapisan penebat menyebabkan pengumpulan caj ruang. Kesan caj ruang pada bahan penebat terutamanya dicerminkan dalam dua aspek: herotan medan elektrik dan kesan herotan medan bukan elektrik, yang kedua-duanya sangat memudaratkan bahan penebat.
Caj ruang merujuk kepada lebihan cas melebihi neutraliti elektrik dalam unit struktur bahan makroskopik. Dalam pepejal, cas ruang positif atau negatif terikat pada tahap tenaga setempat, memberikan kesan polarisasi dalam bentuk polaron terikat. Polarisasi cas ruang berlaku apabila ion bebas hadir 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 pesat dalam medan elektrik frekuensi kuasa, jadi kesan cas ruang tidak berlaku. Walau bagaimanapun, dalam medan elektrik DC, medan elektrik teragih mengikut kerintangan, yang membawa kepada pembentukan cas ruang dan menjejaskan pengagihan medan elektrik. Penebat XLPE mengandungi sejumlah besar keadaan setempat, menjadikan kesan caj ruang sangat teruk.
Penebat XLPE berkait silang secara kimia, membentuk struktur berkait silang bersepadu. Sebagai polimer bukan kutub, kabel itu sendiri boleh disamakan dengan kapasitor yang besar. Apabila penghantaran DC berhenti, ia sama dengan mengecas kapasitor. Walaupun teras konduktor dibumikan, nyahcas berkesan tidak berlaku, meninggalkan sejumlah besar tenaga DC yang disimpan dalam kabel sebagai caj ruang. Tidak seperti kabel kuasa AC, di mana cas ruang dilesapkan melalui kehilangan dielektrik, cas ini terkumpul pada kecacatan pada kabel.
Dari masa ke masa, dengan gangguan kuasa yang kerap atau turun naik dalam kekuatan semasa, kabel berpenebat XLPE mengumpul lebih banyak caj ruang, mempercepatkan penuaan lapisan penebat dan mengurangkan hayat perkhidmatan kabel.
Masa siaran: Mac-10-2025