Wat zijn de vier types geleiders in een hoogspanningslijn?

Een enkel massief geleider

Kenmerk

Een enkel massief geleider is het meest basale type geleider. Het is gemaakt van één metaalmateriaal (zoals koper of aluminium) en heeft de voordelen van een eenvoudige structuur en hoge mechanische sterkte. Vanwege zijn massieve structuur heeft het goede geleidbaarheid bij lage frequenties en een relatief uniforme stroomverdeling. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt in sommige kortafstandsoverdrachtslijnen die hoge mechanische sterkte en lage frequentie vereisen (zoals sommige binnenhuisspanningen).

Bij toenemende overdrachtsfrequentie zal echter het huideneffect de stroom op de oppervlakte van de geleider concentreren, en het materiaal binnenin de massieve geleider kan niet volledig worden benut, wat leidt tot materiaalverspilling, en het kan de stroomdraagcapaciteit beperken vanwege warmte-afvoerproblemen bij hoge stroomoverdracht.

Gevlochten geleider

Kenmerk

Een gevlochten geleider bestaat uit verschillende draadjes met kleinere diameter die samen gedraaid zijn. Deze structuur verhoogt de flexibiliteit van de geleider, is gemakkelijk te installeren en te buigen, en is geschikt voor overdrachtslijnen die vaak moeten worden gebogen of verplaatst, zoals de kabel in een kabelbrug of de stroomkabel van sommige mobiele apparaten.

Het contact tussen de meerdere draadjes van de gevlochten geleider vergroot de warmte-afvoeroppervlakte enigszins en helpt de stroomdraagcapaciteit te verbeteren. Tegelijkertijd, omdat elk klein draadje als een onafhankelijk stroompad kan worden beschouwd, concentreert het huideneffect bij hoge frequenties de stroom op de oppervlakte van elk klein draadje, wat neerkomt op een toename van de totale effectieve geleidingsoppervlakte, waardoor het beter om kan gaan met hoogfrequente overdracht dan een enkel massief geleider. Bijvoorbeeld, in sommige hoogfrequente communicatiekabels worden vaak gevlochten geleiders gebruikt om de signaaloverdrachtskwaliteit te verbeteren.

Holle geleider

Kenmerk

De binnenkant van de holle geleider heeft een holle structuur, en de stroom is voornamelijk geconcentreerd op de buitenoppervlakte van de geleider. Deze structuur maakt effectief gebruik van het huideneffect, bij hoogfrequente overdracht, omdat de stroom zich op de oppervlakte concentreert, heeft de holle delen geen substantiële invloed op de stroomoverdracht, maar kan het gewicht van de geleider verminderen en materiaal besparen.

Holle geleiders hebben bepaalde toepassingen in sommige overdrachtsystemen met strenge gewichtseisen (zoals overdrachtslijnen in de ruimtevaartindustrie) of lange overspanningsbovengrondse overdrachtslijnen (om de druk van hun eigen gewicht op de toren te verminderen). Echter, het productieproces van holle geleiders is relatief complex, en de mechanische sterkte kan lager zijn dan die van massieve geleiders, en er moeten maatregelen worden genomen in de constructieontwerp om voldoende mechanische ondersteuning te waarborgen.

Coaxiale geleider

Kenmerk

Een coaxiale geleider bestaat uit een binnenste geleider en een buitenste geleider, gescheiden door een isolerend medium. De buitenste geleider is meestal een hol cilindrische geleider die de binnenste geleider in het midden omsluit. Deze structuur heeft goede elektromagnetische schermkarakteristieken, de binnenste geleider draagt het signaal over, de buitenste geleider is niet alleen het terugkeerpad van het signaal, maar speelt ook de rol van schermen tegen externe elektromagnetische storingen.

Coaxiale geleiders worden breed toegepast in hoogfrequente signaaloverdracht (zoals TV-signaaloverdracht, snelle data-overdracht in computernetwerken, enz.). Ze kunnen effectief hoogfrequente signalen overdragen, signaalverzwakking en externe storingen verminderen, en de signaalkwaliteit garanderen. Maar de kosten van coaxiale kabels zijn relatief hoog, en naarmate de overdrachtsafstand toeneemt, is signaalverzwakking nog steeds een probleem dat moet worden overwogen.