Korronte alternoko kableetan eremu elektrikoaren tentsioaren banaketa uniformea da, eta kableen isolamendu-materialen arreta konstante dielektrikoan dago, eta tenperaturak ez dio eragiten horri. Aldiz, korronte zuzeneko kableetan tentsioaren banaketa altuena isolamenduaren barne-geruzan da, eta isolamendu-materialaren erresistentziak eragiten dio. Isolamendu-materialek tenperatura-koefiziente negatiboa dute, hau da, tenperatura handitzen den heinean, erresistentzia gutxitzen da.
Kable bat martxan dagoenean, nukleoaren galerek tenperatura igotzea eragiten dute, eta horrek isolamendu-materialaren erresistentzian aldaketak eragiten ditu. Horrek, aldi berean, isolamendu-geruzaren barruko eremu elektrikoaren tentsioa aldatzea eragiten du. Beste era batera esanda, isolamenduaren lodiera berarentzat, matxura-tentsioa gutxitzen da tenperatura igotzen den heinean. Banatutako zentral elektrikoetako korronte zuzeneko lineen kasuan, isolamendu-materialaren zahartze-tasa nabarmen azkarragoa da ingurune-tenperaturaren gorabeheren ondorioz, lurperatutako kableekin alderatuta, eta hori kontuan hartu beharreko puntu kritikoa da.
Kableen isolamendu geruzak ekoiztean, ezinbestean sartzen dira ezpurutasunak. Ezpurutasun hauek isolamendu erresistentzia nahiko baxuagoa dute eta isolamendu geruzaren norabide erradialean zehar modu irregularrean banatzen dira. Horren ondorioz, bolumen erresistentzia aldakorra dago kokapen desberdinetan. Korronte zuzeneko tentsioaren pean, isolamendu geruzaren barruko eremu elektrikoa ere aldatu egingo da, eta horrek bolumen erresistentzia txikiena duten eremuak azkarrago zahartzea eta huts egiteko puntu potentzial bihurtzea eragingo du.
Korronte alternoko kableek ez dute fenomeno hau erakusten. Laburbilduz, korronte alternoko kableen materialen tentsioa uniformeki banatzen da, eta korronte zuzeneko kableetan, berriz, isolamendu-tentsioa beti puntu ahulenetan kontzentratzen da. Beraz, korronte alternoko eta korronte zuzeneko kableen fabrikazio-prozesuak eta estandarrak modu ezberdinean kudeatu beharko lirateke.
Lotura gurutzatuko polietilenoa (XLPE)Kableak isolatuak oso erabiliak dira korronte alternoko aplikazioetan, propietate dielektriko eta fisiko bikainak dituztelako, baita kostu-errendimendu erlazio handia dutelako ere. Hala ere, korronte zuzeneko kable gisa erabiltzen direnean, espazio-kargarekin lotutako erronka handi bati aurre egin behar diote, eta hori bereziki kritikoa da goi-tentsioko korronte zuzeneko kableetan. Polimeroak korronte zuzeneko kableen isolamendu gisa erabiltzen direnean, isolamendu geruzan dauden tranpa lokalizatu kopuru handi batek espazio-kargen metaketa eragiten du. Espazio-kargek isolamendu-materialetan duten eragina bi alderditan islatzen da batez ere: eremu elektrikoaren distortsio-efektuak eta eremu elektriko ez diren distortsio-efektuak, biak oso kaltegarriak direnak isolamendu-materialarentzat.
Espazio-kargak material makroskopiko baten unitate estruktural baten neutralitate elektrikotik haratago doan gehiegizko kargari egiten dio erreferentzia. Solidoetan, espazio-karga positiboak edo negatiboak energia-maila lokalizatuei lotuta daude, polarizazio-efektuak sortuz polaroi lotuen moduan. Espazio-kargaren polarizazioa gertatzen da ioi askeak material dielektriko batean daudenean. Ioien mugimenduaren ondorioz, ioi negatiboak elektrodo positiboaren ondoko interfazean pilatzen dira, eta ioi positiboak elektrodo negatiboaren ondoko interfazean. AC eremu elektriko batean, karga positibo eta negatiboen migrazioak ezin die maiztasun handiko eremu elektrikoaren aldaketa azkarrei eutsi, beraz, espazio-karga efektuak ez dira gertatzen. DC eremu elektriko batean, ordea, eremu elektrikoa erresistentziaren arabera banatzen da, espazio-kargen eraketa eraginez eta eremu elektrikoaren banaketan eragina izanez. XLPE isolamenduak egoera lokalizatu ugari ditu, eta horrek espazio-karga efektuak bereziki larriak bihurtzen ditu.
XLPE isolamendua kimikoki gurutzatuta dago, egitura gurutzatu integratu bat osatuz. Polimero ez-polarra denez, kablea bera kondentsadore handi batekin konpara daiteke. DC transmisioa gelditzen denean, kondentsadore bat kargatzearen baliokidea da. Eroalearen nukleoa lurrera konektatuta egon arren, ez da deskarga eraginkorrik gertatzen, eta DC energia kopuru esanguratsu bat kablean gordeta geratzen da espazio-karga gisa. AC potentzia-kableekin ez bezala, non espazio-kargak galera dielektrikoen bidez xahutzen diren, karga hauek kablearen akatsetan pilatzen dira.
Denborarekin, energia-etenaldi maizekin edo korronte-indarraren gorabeherak direla eta, XLPE isolatutako kableek gero eta espazio-karga gehiago metatzen dituzte, isolamendu-geruzaren zahartzea bizkortuz eta kablearen bizitza erabilgarria murriztuz.
Argitaratze data: 2025eko martxoaren 10a