מבוא לכמה סוגים של ספקי כוח DC
בתהליך היישום התעשייתי של אספקת חשמל DC, עם הפיתוח המתמשך של ציוד מתח אספקת החשמל, סוגי אספקת החשמל DC הפכו מגוונים יותר. כאשר משתמשים בסוגים שונים של ספק כוח DC, המאפיינים של כוחות לא אלקטרוסטטיים גם הם שונים. מבחינת אנרגיה, ההמרה והיעילות גם שונות.
לספק הכוח DC יש שתי אלקטרודות חיוביות ושליליות. לאלקטרודה החיובית יש פוטנציאל גבוה ולאלקטרודה השלילית פוטנציאל נמוך. כאשר שתי אלקטרודות מחוברות למעגל, ניתן לשמור על הפרש פוטנציאל קבוע בין שני קצוות המעגל, ובכך ליצור זרימת זרם מהאלקטרודה החיובית אל האלקטרודה השלילית במעגל החיצוני.
סוללות כימיות (כגון סוללות יבשות, סוללות אחסון וכו'). כוחות לא אלקטרוסטטיים הם השפעות כימיות הקשורות לפירוק ותקיעה של יונים. כאשר סוללה כימית מתרוקנת, אנרגיה כימית מומרת לאנרגיה חשמלית, וחום ג'ול מתפזר במקורות כוח תרמו-אלקטריים כגון צמדים תרמיים ממתכת וצמדים תרמיים מוליכים למחצה. כוחות לא אלקטרוסטטיים הם השפעות דיפוזיה הקשורות להפרשי טמפרטורה והבדלי ריכוז אלקטרונים. כאשר מקור תרמו-אלקטרי מספק חשמל למעגל חיצוני, האנרגיה התרמית מומרת חלקית לאנרגיה חשמלית.
בתהליך המעבר דרך גנרטור DC, יצירת כוחות לא אלקטרוסטטיים מושפעת מאינדוקציה אלקטרומגנטית. כאשר גנרטור DC מספק חשמל, אנרגיה מכנית מומרת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול.
בתאים פוטו-וולטאיים, הכוח הלא-אלקטרוסטטי הוא ההשפעה של האפקט הפוטו-וולטאי. כאשר תא פוטו-וולטאי מופעל, אנרגיית האור מומרת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול.
גורמים המשפיעים על הארקת מערכת DC
מכיוון שספק כוח DC הוא ספק כוח קוטבי, הוא הקוטב החיובי והשלילי של ספק הכוח. וכוח AC הוא ספק כוח לא קוטבי. במערכות הפעלה נפוצות של חשמל, לספק הכוח AC יש "קרקע" אמיתית, שהיא מושג חשוב לבטיחות חשמל. על מנת להגן טוב יותר על בטיחות המערכת והמשתמשים, שכבות פני השטח של תחנות המשנה וציוד לייצור חשמל יוארקו, ויש לקוות שהעכבה תהיה קטנה ככל האפשר.
אבל הארקה של ספק כוח DC שונה לחלוטין מזו של ספק כוח AC. הארקה של ספק כוח DC מייצגת רק את מושג הנייטרליות. אם ערך התנגדות הבידוד בין הקוטב החיובי או השלילי של מערכת אספקת החשמל DC והאדמה יורד לערך מוגדר מסוים או נמוך מערך מסוים, אנו אומרים שלמערכת DC יש תקלת הארקה חיובית או תקלת הארקה שלילית.
אז מה הם הגורמים שגורמים לאספקת החשמל DC להיות מוארקת? המצבים העיקריים הם כדלקמן:
מערכות DC בתחנות כוח ותחנות משנה מחברות התקנים רבים ומעגלים מורכבים. במהלך פעולה ארוכת טווח, מערכות DC יהיו מקורקעות בהכרח עקב שינויים סביבתיים, שינויי אקלים, הזדקנות כבלים ומחברים ובעיות בציוד עצמו. במיוחד בהקמה או הרחבה של תחנות כוח ותחנות משנה, עקב בעיות שונות בבנייה ובהתקנה, יישארו בהכרח סכנות נסתרות של כשל במערכת החשמל, ומערכת DC היא חוליה חלשה. ככל שזמן הפעולה ארוך יותר, כך גדלה האפשרות של תקלת הארקה במערכת.
