Kaj je učinek bližnjice?

Definicija: Ko vodiči prenašajo visoke izmenične napetosti, tok se neenakomerno razporedi po prečnem preseku vodiča. Ta pojav se imenuje bliskostni učinek. Bliskostni učinek povzroča povečanje očitnega upora vodiča zaradi prisotnosti drugih točnih vodičev v bližini.

Ko sta dva ali več vodičev postavljeni blizu enega drugega, se njihova elektromagnetska polja medsebojno vplivajo. Zaradi tega interakcije se tok v vsakem vodiču prenese. Specifično se višja gostota toka zbirja v delu vodičnega žice, ki je najbolj oddaljen od motnega vodiča.

Če vodiči prenašajo tok v isti smeri, se magnetna polja sosednjih polovic vodičev izničita. Torej, skozi te sosednje polovice vodičev ne teče tok, in namesto tega se zgromađuje v oddaljenih polovicah.

Ko vodiči prenašajo tok v nasprotnih smerih, se magnetna polja v bližnjih delih vodičev posrečijo, kar vodi v višjo gostoto toka v teh sosednjih območjih. Na obratno, se magnetna polja v oddaljenih polovicah vodičev izničita, kar vodi v minimalen ali ničelni pretok v teh oddaljenih območjih. Torej, tok postane koncentriran v bližnjih delih vodičev, dokler oddaljene polovice kažejo zelo zmanjšan tok.

Če preko vodiča teče enosmeren tok, je ta ravnomerno porazdeljen po prečnem preseku vodiča. Torej, na površini vodiča ne nastane bliskostni učinek.

Bliskostni učinek je pomemben samo za velikosti vodičev, večje od 125 mm². Za upoštevanje tega morajo biti uporabljeni popravki.

Ob upoštevanju bliskostnega učinka, se izmenični upor vodiča postane:

Oznake:

• Rdc: Nekorrigiran enosmeren upor vodiča.

• Ys: Faktor plastičnega učinka (relativno povečanje upora zaradi plastičnega učinka).

• Yp: Faktor bliskostnega učinka (relativno povečanje upora zaradi bliskostnega učinka).

• Re: Efektiven ali korrigiran ohmični upor vodiča.

Enosmeren upor Rdc se lahko pridobi iz tabel trakovanih vodičev.

Faktorji, ki vplivajo na bliskostni učinek

Bliskostni učinek glavno odvisi od faktorjev, kot so material vodiča, premer, frekvenca in struktura. Ti faktorji so podrobneje opisani spodaj:

• Frekvenca – Bliskostni učinek se okrepava s povečevanjem frekvence.

• Premer – Večji premeri vodičev vodijo do bolj izrazitega bliskostnega učinka.

• Struktura – Ta učinek je bolj izražen pri čvrstih vodičih glede na trakovane vodiče (npr. ASCR). Trakovani vodiči imajo manjšo efektivno površino kot čvrsti vodiči, kar zmanjšuje zgromaševanje toka.

• Material – Vodiči iz visokoferomagnetnih materialov kažejo močnejši bliskostni učinek na svoji površini zaradi interakcij magnetnih polj.

Metode za zmanjšanje bliskostnega učinka

Učinkovit način za zmanjšanje bliskostnega učinka je uporaba ACSR (Aluminijevi vodiči s čeličnim armiranjem). V ACSR vodiču:

• Čelično jedro je postavljeno za zagotavljanje mehanske trdnosti.

• Aluminijevi traki obkrožajo čelično jedro, oblikujejo zunanjega prevodnega sloja.

Ta dizajn zmanjša površino, izpostavljeno interakcijam magnetnih polj. Torej, tok predvsem teče skozi zunanje aluminijeve sloje, medtem ko čelično jedro nese zanemarljiv ali noben tok. Ta konfiguracija značilno zmanjša bliskostni učinek v vodiču.