Εισαγωγή στα καλώδια DC

Τα καλώδια DC είναι καλώδια ισχύος που χρησιμοποιούνται σε συστήματα μετάδοσης και διανομής DC. Η δομή του καλωδίου DC είναι βασικά η ίδια με αυτή του καλωδίου AC εκτός από το ότι τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας είναι διαφορετικά από εκείνα του καλωδίου AC. Τα καλώδια DC χρησιμοποιούνται κυρίως για υποθαλάσσιες καλωδιακές γραμμές μεγάλων αποστάσεων.

Το σύστημα μετάδοσης και διανομής ρεύματος συνεχούς ρεύματος λειτουργεί συνήθως σε δύο καλώδια (θετικό και αρνητικό), επομένως το καλώδιο DC είναι γενικά ένα καλώδιο ενός πυρήνα. Επειδή οι αγωγοί του καλωδίου συνεχούς ρεύματος δεν έχουν εφέ δέρματος και εφέ εγγύτητας, ακόμη και αν μεταφέρεται μεγάλο ρεύμα, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε μια πολύπλοκη δομή αγωγού διαχωρισμού. Η μόνωση του καλωδίου συνεχούς ρεύματος μπορεί να είναι η ίδια με εκείνη του καλωδίου με μόνωση χαρτιού εμποτισμένου με λάδι, του καλωδίου από συμπαγές εξωθημένο πολυμερές, του αυτοτελούς καλωδίου με πλήρωση λαδιού και του καλωδίου με αέριο, και το στρώμα θωράκισης δεν χρειάζεται πρέπει να ληφθεί υπόψη γιατί δεν επηρεάζεται από το ρεύμα του αγωγού. Απώλειες και μέτρα για τη μείωση της ειδικής αντίστασης της θωράκισης.

Η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου ενός καλωδίου AC είναι πάντα κοντά στο μονωτικό στρώμα στην επιφάνεια του αγωγού, ενώ η ένταση ηλεκτρικού πεδίου ενός καλωδίου DC είναι ανάλογη με την ηλεκτρική ειδική αντίσταση της μόνωσης, η οποία ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, δηλαδή την ηλεκτρική αντίσταση στο μονωτικό στρώμα. Η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου δεν σχετίζεται μόνο με την εφαρμοζόμενη τάση, αλλά και με το φορτίο. Όταν δεν υπάρχει φορτίο, η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού πεδίου βρίσκεται στην επιφάνεια του αγωγού καλωδίου. Όταν το φορτίο αυξάνεται, λόγω της υψηλότερης θερμοκρασίας κοντά στον αγωγό, η αντίσταση μόνωσης μειώνεται, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην επιφάνεια του αγωγού μειώνεται και η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στη μονωτική επιφάνεια σταδιακά αυξάνεται. Επομένως, το μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο του καλωδίου συνεχούς ρεύματος δεν πρέπει να κάνει την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στη μονωτική επιφάνεια να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή του, δηλαδή όχι μόνο η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας του καλωδίου, αλλά και η κατανομή θερμοκρασίας του μονωτικού στρώματος λαμβάνονται υπόψη.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό των καλωδίων DC είναι ότι η μόνωση πρέπει να αντέχει σε γρήγορες αντιστροφές πολικότητας. Η αντιστροφή πολικότητας υπό φορτίο θα προκαλέσει αύξηση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου εντός της μόνωσης, συνήθως κατά 50 τοις εκατό έως 70 τοις εκατό.