Resulta que un cable de alto voltaje puede tener capas semiconductoras en su diseño. Por ejemplo, aquí hay una patente bastante antigua que cubre alguna forma específica de producir dicho cable.
Esto no tiene mucho sentido. Sí, las capas aislantes son obvias y también un cable puede contener una pantalla conductora para reducir las pérdidas dieléctricas .
¿Cuál es la necesidad de una capa semiconductora?
El material descrito en la patente a la que se hace referencia es no material semiconductor en el sentido en que lo entendemos en el campo de la electrónica: el material se describe como una base polimérica mezclada con un agente que imparte conductividad, como como negro de carbono ".
En otras palabras, forma una capa protectora débilmente conductora, pero no perfectamente aislante, alrededor del elemento conductor. El lenguaje moderno se referiría a esto como un material parcialmente conductor, sugiero.
La aplicación parece ser similar al uso de una resistencia de valor muy alto entre una correa de conexión a tierra, y la tierra del edificio a la que están conectadas a menudo.
Haciendo referencia a la fuente predeterminada, WikiPedia :
En los lados interior (2) y exterior (4) de este aislamiento, las capas semiconductoras se fusionan con el aislamiento. [4] La función de estas capas es prevenir las cavidades llenas de aire entre los conductores metálicos y el dieléctrico para que puedan surgir pequeñas descargas eléctricas y poner en peligro el material de aislamiento.
En la misma página, se proporciona más información de la sección sobre uniones de cables, aunque también es aplicable al propio cable:
Las partes negras en esta imagen son partes de caucho semiconductor. El exterior tiene un potencial de tierra y propaga el campo eléctrico de manera similar a como lo hace un terminal de cable. El interior está a alto voltaje y protege el conector de los conductores del campo eléctrico.
Si bien este no es un conocimiento de primera mano definitivo, tal uso de semiconductores, o para ser más precisos, es parcialmente conductivo, es decir, las capas de protección de alta resistencia parecen ser conocimientos comunes en la literatura.
La patente describe otra connotación de semiconductividad, algo que hoy en día llamamos propiedades de protección estática disipativa o estática. Las sugerencias se encuentran en toda la patente, p. Ej. hablando de agregar negro de carbón al material base de PE o PV. El negro de carbón es una forma antigua de reducir la capacidad de los aisladores para acumular una carga estática.
Es muy útil que los cables de datos no generen una carga estática, ya que dicha carga se puede transferir fácilmente a un dispositivo en el que se conecta el cable y puede dañar los circuitos internos.
Sin la capa semiconductora, los campos E y H no se concentran uniformemente en el material de aislamiento. En otras palabras, donde los campos E y H se concentran más en lugares donde el cable entra en contacto con la tierra o el contacto con las fases vecinas y se concentra menos en otros lugares. Esto provoca que más flujos de energía electromagnética en algunos lugares causen calentamiento y daños en el aislamiento del cable. La capa semiconductora hace que toda la circunferencia exterior del aislamiento en el potencial de tierra a su vez distribuya uniformemente el vector de Poynting P = EXH, es decir, energía electromagnética.
Se utiliza para un flujo uniforme de tensiones que pueden desarrollarse en la superficie exterior del conductor y el semiconductor externo para, para extraer la corriente de fuga debido al daño del aislamiento
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