Mi az Elsődleges Hatás?

Definíció: Amikor a vezetékek nagy amplitúdójú váltakozó feszültséget visznek, az áram nem egyenletesen oszlik el a vezeték keretei között. Ez a jelenség a szomszédsági hatás néven ismert. A szomszédsági hatás miatt a vezeték látszólagos ellenállása növekszik, mivel a közelükben található más áramviselő vezetékek hatására.

Ha két vagy több vezeték egymáshoz közeli helyzetben van, elektromágneses mezői kölcsönhatnak. Ezen interakció eredményeként az áram minden vezetékben újraelosztódik. Konkrétan, a vezetékben a legtöbb áram az a részre koncentrálódik, ami a legtávolabb van a zavaró vezetéktől.

Ha a vezetékek ugyanabba az irányba visznek áramot, akkor a szomszédos felekre ható mágneses mezők kioltják egymást. Ennek eredményeként az áram nem folyik ezekben a szomszédos felekben, hanem inkább a távolabbi felekbe tömörítődik.

Ha a vezetékek ellentétes irányban visznek áramot, akkor a közelebbi részekben a mágneses mezők erősítik egymást, ami magasabb áramszűrő sűrűséget eredményez ezen szomszédos területeken. Ugyanakkor a távolabbi felekre ható mágneses mezők kioltják egymást, ami minimális vagy nulla áramfolyamot eredményez ezeken a távoli területeken. Így az áram a vezetékek közelebbi részeiben koncentrálódik, míg a távolabbi részekben jelentősen csökken.

Ha DC áram folyik a vezetékben, az áram egyenletesen oszlik el a vezeték keretei között. Így nincs szomszédsági hatás a vezeték felületén.

A szomszédsági hatás csak 125 mm²-nél nagyobb vezetéknél jelentős. Ehhez korrekciós tényezőket kell alkalmazni.

A szomszédsági hatás figyelembevételével a vezeték AC ellenállása:

Jelölések:

• Rdc: A vezeték korrigált DC ellenállása.

• Ys: Bélyeg hatás tényező (a bélyeg hatás miatti ellenállás történyleges növekedése).

• Yp: Szomszédsági hatás tényező (a szomszédsági hatás miatti ellenállás történyleges növekedése).

• Re: A vezeték hatásos vagy korrigált ohmi ellenállása.

A DC ellenállás Rdc származhat szálzatú vezeték táblázataiból.

A Szomszédsági Hatás befolyásoló tényezői

A szomszédsági hatás elsősorban a vezeték anyagától, átmérőjétől, frekvenciájától és szerkezetétől függ. Ezek a tényezők a következők:

• Frekvencia – A szomszédsági hatás erősödik a frekvencia növekedésével.

• Átmérő – A nagyobb vezeték átmérője erősebb szomszédsági hatást okoz.

• Szerkezet – A szomszédsági hatás erősebb a szilárd vezetékeknél, mint a szálzatú vezetékeknél (pl. ASCR). A szálzatú vezetékek kisebb hatásos felülettel rendelkeznek, ami csökkenti az áram összpontosodását.

• Anyag – A magas ferromágneses anyagból készült vezetékek felületén erősebb szomszédsági hatás jelenik meg a mágneses mezők kölcsönhatásának következtében.

A Szomszédsági Hatás Csökkentésének Módszerei

Egy hatékony módja a szomszédsági hatás csökkentésének az ACSR (Alumínium Vezeték Acél Támaszal) vezetékek használata. Az ACSR vezetékben:

• Az acél a vezeték közepén található, hogy mechanikai erősséget biztosítson.

• Az alumínium szálak körülveszik az acél közepet, formálva az külső vezető réteget.

Ez a szerkezet minimalizálja a mágneses mezőkkel kölcsönható felületet. Így az áram főleg az alumínium külső rétegeken halad, míg az acél középső része alig vagy semmilyen áramot nem visz. Ez a konfiguráció jelentősen csökkenti a vezetékben a szomszédsági hatást.