Какие четыре типа проводников используются в линии электропередач?

Один цельный проводник

Особенность

Один цельный проводник является самым базовым типом проводника. Он изготовлен из одного металлического материала (например, меди или алюминия) и обладает преимуществами простой структуры и высокой механической прочности. Благодаря своей цельной структуре он имеет хорошую проводимость на низких частотах и относительно равномерное распределение тока. Например, его можно использовать в некоторых коротких линиях передачи, требующих высокой механической прочности и низкой частоты (например, в некоторых внутренних электропроводках).

Однако с увеличением частоты передачи эффект кожного слоя будет концентрировать ток на поверхности проводника, и материал внутри цельного проводника не сможет быть полностью использован, что приведет к потере материала, и может ограничивать его способность проводить ток из-за проблем с рассеиванием тепла при передаче больших токов.

Скрученный проводник

Особенность

Скрученный проводник состоит из нескольких проволок малого диаметра, скрученных вместе. Эта структура увеличивает гибкость проводника, облегчает установку и изгиб, и подходит для линий передачи, которые часто нужно изгибать или перемещать, например, кабель в кабельном мосту или шнур питания некоторых мобильных устройств.

Контакт между несколькими проволоками скрученного проводника увеличивает площадь рассеивания тепла до определенной степени и помогает улучшить способность проводить ток. В то же время, поскольку каждая маленькая проволока может рассматриваться как независимый путь тока, на высоких частотах эффект кожного слоя заставляет ток концентрироваться на поверхности каждой маленькой проволоки, что эквивалентно увеличению общей эффективной проводящей площади, что позволяет лучше справляться с передачей на высоких частотах, чем один цельный проводник. Например, в некоторых высокочастотных кабелях связи часто используются скрученные проводники для улучшения качества передачи сигнала.

Пустотелый проводник

Особенность

Внутри пустотелого проводника находится полая структура, и ток в основном концентрируется на внешней поверхности проводника. Эта структура эффективно использует эффект кожного слоя, при передаче на высоких частотах, так как ток концентрируется на поверхности, полая часть не оказывает существенного влияния на передачу тока, но может уменьшить вес проводника и сэкономить материал.

Пустотелые проводники имеют определенные применения в некоторых системах передачи с жесткими требованиями к весу (например, в линиях передачи в аэрокосмической отрасли) или длинных воздушных линиях передачи (для уменьшения давления собственного веса на опоры). Однако процесс изготовления пустотелых проводников относительно сложен, и механическая прочность может быть ниже, чем у цельных проводников, и необходимо принимать меры в конструктивном проектировании, чтобы обеспечить достаточную механическую поддержку.

Коаксиальный проводник

Особенность

Коаксиальный проводник состоит из внутреннего проводника и внешнего проводника, разделенных диэлектрической средой. Внешний проводник обычно представляет собой полый цилиндрический проводник, окружающий внутренний проводник посередине. Эта структура обладает хорошими электромагнитными экранирующими характеристиками, внутренний проводник передает сигнал, внешний проводник не только является обратным путем сигнала, но и играет роль защиты от внешних электромагнитных помех.

Коаксиальные проводники широко используются для передачи высокочастотных сигналов (например, передача телевизионных сигналов, высокоскоростная передача данных в компьютерных сетях и т. д.). Они могут эффективно передавать высокочастотные сигналы, уменьшать затухание сигнала и внешние помехи, и обеспечивать качество сигнала. Однако стоимость коаксиального кабеля относительно высока, и с увеличением длины передачи затухание сигнала остается проблемой, которую следует учитывать.