Resulta que un cable de alto voltaje puede tener capas semiconductoras en su diseño. Por ejemplo , aquí hay una patente bastante antigua que cubre una forma específica de producir dicho cable.
Esto no tiene mucho sentido. Sí, las capas aislantes son obvias y también un cable puede contener una pantalla conductora para reducir las pérdidas dieléctricas .
¿Cuál es la necesidad de una capa semiconductora?
El material descrito en la patente a la que se hace referencia no es un material semiconductor en el sentido en que lo entendemos en el campo de la electrónica: el material se describe como una base polimérica "mezclada con un agente que imparte conductividad como el negro de carbón".
En otras palabras, forma una capa de protección débilmente conductora, aunque no perfectamente aislante, alrededor del elemento conductor. El lenguaje moderno se referiría a esto como un material parcialmente conductor, sugiero.
La aplicación parece ser similar al uso de una resistencia de muy alto valor entre una correa de puesta a tierra y la tierra del edificio a la que a menudo se conectan dichas correas.
Refiriéndose a la fuente predeterminada, WikiPedia :
En los lados interior (2) y exterior (4) de este aislamiento, las capas semiconductoras están fusionadas con el aislamiento.[4] La función de estas capas es evitar cavidades llenas de aire entre los conductores metálicos y el dieléctrico para que puedan surgir pequeñas descargas eléctricas que pongan en peligro el material aislante.
En la misma página, se incluye más información en la sección sobre empalmes de cables, aunque también es aplicable al propio cable:
Las partes negras en esta imagen son partes de goma semiconductoras. El exterior está al potencial de tierra y propaga el campo eléctrico de forma similar a como lo hace un terminal de cable. El interior es de alta tensión y protege el conector de los conductores del campo eléctrico.
Si bien este no es un conocimiento definitivo de primera mano, tal uso de semiconductores, o para ser más precisos, parcialmente conductoras, es decir, capas de protección de alta resistencia, parece ser un conocimiento común en la literatura.
La patente describe otra connotación de semiconductores, algo que hoy en día llamamos propiedades de disipación estática o de protección estática. Se encuentran sugerencias a lo largo de la patente, por ejemplo, hablando de agregar negro de carbón al material base PE o PV. El negro de humo es una forma anticuada de reducir la capacidad de los aisladores para acumular carga estática.
Es muy útil que los cables de datos no acumulen una carga estática, ya que dicha carga puede transferirse muy fácilmente a un dispositivo al que se conecta el cable y puede dañar los circuitos internos.
Sin capa semiconductora, los campos E y H no se concentran uniformemente en el material aislante. En otras palabras, donde los campos E y H se concentraron más en lugares donde el cable está en contacto con tierra o en contacto con fases vecinas y menos concentrados en otros lugares. Esto provoca más flujos de energía electromagnética en algunos lugares, provoca calentamiento y daños en el aislamiento del cable. La capa semiconductora forma toda la circunferencia exterior del aislamiento al potencial de tierra y, a su vez, distribuye uniformemente el vector de Poynting P=EXH, es decir, la energía electromagnética.
Se utiliza para el flujo uniforme de las tensiones que pueden desarrollarse en la superficie exterior del conductor y del semiconductor exterior para extraer la corriente de fuga debido a daños en el aislamiento.
Li Aung Yip