ഡിസി കേബിളുകളുടെ മെറ്റീരിയലും ഇൻസുലേഷൻ ഗുണങ്ങളും: കാര്യക്ഷമവും വിശ്വസനീയവുമായ ഊർജ്ജ പ്രക്ഷേപണം പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

എസി കേബിളുകളിലെ വൈദ്യുത മണ്ഡല സമ്മർദ്ദ വിതരണം ഏകീകൃതമാണ്, കൂടാതെ കേബിൾ ഇൻസുലേഷൻ വസ്തുക്കളുടെ ഫോക്കസ് ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കത്തിലാണ്, ഇത് താപനിലയെ ബാധിക്കില്ല. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഡിസി കേബിളുകളിലെ സമ്മർദ്ദ വിതരണം ഇൻസുലേഷന്റെ ആന്തരിക പാളിയിലാണ് ഏറ്റവും ഉയർന്നത്, കൂടാതെ ഇൻസുലേഷൻ മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രതിരോധശേഷിയാൽ ഇത് സ്വാധീനിക്കപ്പെടുന്നു. ഇൻസുലേഷൻ വസ്തുക്കൾ ഒരു നെഗറ്റീവ് താപനില ഗുണകം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, അതായത് താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് പ്രതിരോധശേഷി കുറയുന്നു.

ഒരു കേബിൾ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, കോർ നഷ്ടങ്ങൾ താപനില ഉയരാൻ കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഇൻസുലേഷൻ മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രതിരോധശേഷിയിൽ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഇത് ഇൻസുലേഷൻ പാളിക്കുള്ളിലെ വൈദ്യുത മണ്ഡല സമ്മർദ്ദം വ്യത്യാസപ്പെടാൻ കാരണമാകുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, ഇൻസുലേഷന്റെ അതേ കനം ഉള്ളതിനാൽ, താപനില ഉയരുമ്പോൾ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് കുറയുന്നു. വിതരണം ചെയ്ത പവർ സ്റ്റേഷനുകളിലെ ഡിസി ട്രങ്ക് ലൈനുകൾക്ക്, കുഴിച്ചിട്ട കേബിളുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ആംബിയന്റ് താപനിലയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ കാരണം ഇൻസുലേഷൻ മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രായമാകൽ നിരക്ക് ഗണ്യമായി വേഗത്തിലാണ്, ഇത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട ഒരു നിർണായക പോയിന്റാണ്.

കേബിൾ ഇൻസുലേഷൻ പാളികളുടെ നിർമ്മാണ സമയത്ത്, മാലിന്യങ്ങൾ അനിവാര്യമായും അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ മാലിന്യങ്ങൾക്ക് താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ഇൻസുലേഷൻ പ്രതിരോധശേഷിയുണ്ട്, കൂടാതെ ഇൻസുലേഷൻ പാളിയുടെ റേഡിയൽ ദിശയിൽ അസമമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഇത് വ്യത്യസ്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ വോളിയം പ്രതിരോധശേഷിയിൽ വ്യത്യാസമുണ്ടാക്കുന്നു. ഡിസി വോൾട്ടേജിൽ, ഇൻസുലേഷൻ പാളിക്കുള്ളിലെ വൈദ്യുത മണ്ഡലവും വ്യത്യാസപ്പെടും, ഇത് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വോളിയം പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള പ്രദേശങ്ങൾ വേഗത്തിൽ പ്രായമാകാനും പരാജയപ്പെടാനുള്ള സാധ്യതയുള്ള പോയിന്റുകളായി മാറാനും കാരണമാകുന്നു.

എസി കേബിളുകൾ ഈ പ്രതിഭാസം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നില്ല. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, എസി കേബിൾ മെറ്റീരിയലുകളിലെ സമ്മർദ്ദം ഒരേപോലെ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അതേസമയം ഡിസി കേബിളുകളിൽ, ഇൻസുലേഷൻ സമ്മർദ്ദം എല്ലായ്പ്പോഴും ഏറ്റവും ദുർബലമായ പോയിന്റുകളിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, എസി, ഡിസി കേബിളുകൾക്കുള്ള നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളും മാനദണ്ഡങ്ങളും വ്യത്യസ്തമായി കൈകാര്യം ചെയ്യണം.

ക്രോസ്-ലിങ്ക്ഡ് പോളിയെത്തിലീൻ (XLPE)മികച്ച ഡൈഇലക്ട്രിക്, ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ, ഉയർന്ന ചെലവ്-പ്രകടന അനുപാതം എന്നിവ കാരണം ഇൻസുലേറ്റഡ് കേബിളുകൾ എസി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഡിസി കേബിളുകളായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഡിസി കേബിളുകളിൽ ഇത് വളരെ നിർണായകമായ സ്പേസ് ചാർജുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളി നേരിടുന്നു. ഡിസി കേബിൾ ഇൻസുലേഷനായി പോളിമറുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇൻസുലേഷൻ പാളിക്കുള്ളിലെ നിരവധി പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച ട്രാപ്പുകൾ സ്പേസ് ചാർജുകളുടെ ശേഖരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഇൻസുലേഷൻ വസ്തുക്കളിൽ സ്പേസ് ചാർജുകളുടെ സ്വാധീനം പ്രധാനമായും രണ്ട് വശങ്ങളിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്നു: ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ഡിസ്റ്റോർഷൻ, നോൺ-ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ഡിസ്റ്റോർഷൻ ഇഫക്റ്റുകൾ, ഇവ രണ്ടും ഇൻസുലേഷൻ മെറ്റീരിയലിന് വളരെ ദോഷകരമാണ്.

ഒരു മാക്രോസ്കോപ്പിക് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഘടനാപരമായ യൂണിറ്റിനുള്ളിലെ വൈദ്യുത നിഷ്പക്ഷതയ്ക്ക് പുറത്തുള്ള അധിക ചാർജിനെയാണ് സ്പേസ് ചാർജ് എന്ന് പറയുന്നത്. ഖരവസ്തുക്കളിൽ, പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് സ്പേസ് ചാർജുകൾ പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച ഊർജ്ജ നിലകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ബന്ധിത പോളറോണുകളുടെ രൂപത്തിൽ ധ്രുവീകരണ ഫലങ്ങൾ നൽകുന്നു. ഒരു ഡൈഇലക്ട്രിക് മെറ്റീരിയലിൽ സ്വതന്ത്ര അയോണുകൾ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ സ്പേസ് ചാർജ് പോളറൈസേഷൻ സംഭവിക്കുന്നു. അയോൺ ചലനം കാരണം, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന് സമീപമുള്ള ഇന്റർഫേസിൽ നെഗറ്റീവ് അയോണുകൾ അടിഞ്ഞു കൂടുന്നു, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന് സമീപമുള്ള ഇന്റർഫേസിൽ പോസിറ്റീവ് അയോണുകൾ അടിഞ്ഞു കൂടുന്നു. ഒരു എസി ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡിൽ, പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ചാർജുകളുടെ മൈഗ്രേഷന് പവർ ഫ്രീക്വൻസി ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡിലെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള മാറ്റങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ സ്പേസ് ചാർജ് ഇഫക്റ്റുകൾ സംഭവിക്കുന്നില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ഡിസി ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡിൽ, വൈദ്യുത ഫീൽഡ് പ്രതിരോധശേഷി അനുസരിച്ച് വിതരണം ചെയ്യുന്നു, ഇത് സ്പേസ് ചാർജുകളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും വൈദ്യുത ഫീൽഡ് വിതരണത്തെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. XLPE ഇൻസുലേഷനിൽ ധാരാളം പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച അവസ്ഥകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് സ്പേസ് ചാർജ് ഇഫക്റ്റുകളെ പ്രത്യേകിച്ച് ഗുരുതരമാക്കുന്നു.

XLPE ഇൻസുലേഷൻ രാസപരമായി ക്രോസ്-ലിങ്ക് ചെയ്തതാണ്, ഇത് ഒരു സംയോജിത ക്രോസ്-ലിങ്ക്ഡ് ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഒരു നോൺ-പോളാർ പോളിമർ എന്ന നിലയിൽ, കേബിളിനെ തന്നെ ഒരു വലിയ കപ്പാസിറ്ററിനോട് ഉപമിക്കാം. DC ട്രാൻസ്മിഷൻ നിലയ്ക്കുമ്പോൾ, അത് ഒരു കപ്പാസിറ്റർ ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിന് തുല്യമാണ്. കണ്ടക്ടർ കോർ ഗ്രൗണ്ട് ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഫലപ്രദമായ ഡിസ്ചാർജ് സംഭവിക്കുന്നില്ല, ഇത് കേബിളിൽ സ്പേസ് ചാർജുകളായി സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന DC ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഗണ്യമായ അളവ് അവശേഷിപ്പിക്കുന്നു. ഡൈഇലക്ട്രിക് നഷ്ടങ്ങളിലൂടെ സ്പേസ് ചാർജുകൾ ചിതറിപ്പോകുന്ന AC പവർ കേബിളുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, കേബിളിലെ തകരാറുകളിൽ ഈ ചാർജുകൾ അടിഞ്ഞു കൂടുന്നു.

കാലക്രമേണ, ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള വൈദ്യുതി തടസ്സങ്ങളോ കറന്റ് ശക്തിയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളോ മൂലം, XLPE ഇൻസുലേറ്റഡ് കേബിളുകൾ കൂടുതൽ കൂടുതൽ സ്ഥല ചാർജുകൾ ശേഖരിക്കുന്നു, ഇത് ഇൻസുലേഷൻ പാളിയുടെ വാർദ്ധക്യം ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും കേബിളിന്റെ സേവന ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.