1. Unterschiedliche Nutzungssysteme:
Gleichstromkabelwerden in Gleichstromübertragungssystemen nach der Gleichrichtung verwendet, während Wechselstromkabel üblicherweise in Stromversorgungssystemen eingesetzt werden, die mit der industriellen Frequenz (50 Hz) arbeiten.
2. Geringere Energieverluste bei der Übertragung:
Im Vergleich zu Wechselstromkabeln weisen Gleichstromkabel geringere Energieverluste während der Übertragung auf. Die Energieverluste in Gleichstromkabeln sind primär auf den Gleichstromwiderstand der Leiter zurückzuführen, während die Isolationsverluste relativ gering sind (abhängig von der Stärke der Stromschwankungen nach der Gleichrichtung). Der Wechselstromwiderstand von Niederspannungs-Wechselstromkabeln ist hingegen etwas höher als der Gleichstromwiderstand. Bei Hochspannungskabeln sind die Verluste aufgrund des Proximity-Effekts und des Skin-Effekts signifikant, wobei die Isolationsverluste, die hauptsächlich durch die Impedanz aus Kapazität und Induktivität entstehen, eine wichtige Rolle spielen.
3. Hohe Übertragungseffizienz und geringe Leitungsverluste:
Gleichstromkabel bieten eine hohe Übertragungseffizienz und minimale Leitungsverluste.
4. Praktisch zum Einstellen des Stroms und Ändern der Kraftübertragungsrichtung.
5. Trotz der höheren Kosten für Umrichter im Vergleich zu Transformatoren sind die Gesamtkosten für Gleichstromkabel deutlich niedriger als für Wechselstromkabel. Gleichstromkabel sind bipolar und einfach aufgebaut, während Wechselstromkabel dreiphasige Vier- oder Fünfleitersysteme mit hohen Anforderungen an die Isolationssicherheit und einem komplexeren Aufbau sind. Die Kosten für Wechselstromkabel sind mehr als dreimal so hoch wie die für Gleichstromkabel.
6. Hohe Sicherheit bei der Verwendung von Gleichstromkabeln:
- Aufgrund der inhärenten Eigenschaften der Gleichstromübertragung ist es schwierig, Ströme und Leckströme zu induzieren und elektromagnetische Störungen mit anderen, gemeinsam verlegten Kabeln zu vermeiden.
- Bei einadrig verlegten Kabeln treten dank der Stahlkabelrinnen keine magnetischen Hystereseverluste auf, wodurch die Übertragungsleistung des Kabels erhalten bleibt.
- Gleichstromkabel bieten einen höheren Schutz gegen Kurzschlüsse und Überströme.
- Wenn an eine Isolierung elektrische Felder gleicher Spannung angelegt werden, ist ein Gleichstromfeld wesentlich sicherer als ein Wechselstromfeld.
7. Einfache Installation, unkomplizierte Wartung und geringere Kosten für Gleichstromkabel.
IsolierungAnforderungen an Wechsel- und Gleichspannung und -strom:
Wird an die Isolierung die gleiche Spannung angelegt, ist das elektrische Feld in Gleichstromkabeln deutlich kleiner als in Wechselstromkabeln. Aufgrund der signifikanten strukturellen Unterschiede zwischen den beiden Feldern konzentriert sich das maximale elektrische Feld bei der Einschaltung eines Wechselstromkabels in der Nähe des Leiters, während es sich bei Gleichstromkabeln hauptsächlich innerhalb der Isolierschicht konzentriert. Daher sind Gleichstromkabel bei Anlegen der gleichen Spannung an die Isolierung 2,4-mal sicherer.
Veröffentlichungsdatum: 10. November 2023