V súčasnosti bežne používanéizolačný materiálPre jednosmerné káble je polyetylén. Vedci však neustále hľadajú viac potenciálnych izolačných materiálov, ako je polypropylén (PP). Použitie PP ako káblového izolačného materiálu však predstavuje niekoľko problémov.
1. Mechanické vlastnosti
Na splnenie základných požiadaviek na prepravu, inštaláciu a prevádzku jednosmerných káblov musí izolačný materiál mať určitú mechanickú pevnosť vrátane dobrej flexibility, predĺženia pri prerušení a odporu v náraze s nízkym teplotou. PP, ako vysoko kryštalický polymér, však vykazuje tuhosť v rámci svojho pracovného teplotného rozsahu. Okrem toho vykazuje krehkosť a náchylnosť na praskanie v prostrediach s nízkou teplotou a nespĺňa tieto podmienky. Preto sa musí výskum zamerať na spevnenie a úpravu PP na riešenie týchto problémov.
2. Odolnosť voči starnutiu
Počas dlhodobého používania izolácia jednosmerného kábla postupne starne v dôsledku kombinovaných účinkov vysokej intenzity elektrického poľa a tepelného cyklu. Toto starnutie vedie k zníženiu mechanických a izolačných vlastností, ako aj k zníženiu sily rozdelenia, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje spoľahlivosť a servisnú životnosť kábla. Starnutie izolácie káblovej izolácie zahŕňa mechanické, elektrické, tepelné a chemické aspekty, pričom najviac sa týkalo elektrického a tepelného starnutia. Aj keď pridanie antioxidantov môže do istej miery zlepšiť rezistenciu PP na tepelné oxidačné starnutie, zlá kompatibilita medzi antioxidantmi a PP, migrácia a ich nečistota, pretože prísady ovplyvňujú výkon izolácie PP. Preto sa teda spoliehajú na antioxidanty na zlepšenie odolnosti proti starnutiu PP nemôže splniť požiadavky na životnosť a spoľahlivosť izolácie káblových káblov DC, čo si vyžaduje ďalší výskum modifikácie PP.
3. Izolácia
Vesmírny poplatok, ako jeden z faktorov ovplyvňujúcich kvalitu a životnosťDC káble s vysokým napätím, výrazne ovplyvňuje miestne rozdelenie elektrického poľa, dielektrickú pevnosť a starnutie izolačného materiálu. Izolačné materiály pre jednosmerné káble musia potlačiť akumuláciu vesmírneho náboja, znížiť vstrekovanie nábojov podobného polarity a brániť tvorbe nepolaritných priestorov, aby sa zabránilo skresleniu elektrického poľa v izolácii a rozhraniach, čím sa zabezpečila neovplyvnená pevnosť v odmene a životnosť kábla.
Keď jednosmerné káble zostanú v unipolárnom elektrickom poli na dlhšiu dobu, elektróny, ióny a ionizácia nečistôt generované na elektródovom materiáli v izolácii sa stanú vesmírnymi nábojmi. Tieto náboje rýchlo migrujú a akumulujú sa do paketov na náboje, známe ako akumulácia vesmírneho náboja. Preto pri použití PP v jednosmerných kábloch sú potrebné modifikácie na potlačenie generovania a akumulácie náboja.
4. Tepelná vodivosť
V dôsledku zlej tepelnej vodivosti sa teplo generované počas prevádzky DC káblov založených na PP nemôže okamžite rozptýliť, čo vedie k teplotným rozdielom medzi vnútornou a vonkajšou stranou izolačnej vrstvy, čím vytvára nerovnomerné teplotné pole. Elektrická vodivosť polymérnych materiálov sa zvyšuje s rastúcimi teplotami. Vonkajšia strana izolačnej vrstvy s nižšou vodivosťou sa preto stáva náchylnou na akumuláciu náboja, čo vedie k zníženej intenzite elektrického poľa. Teplotné gradienty navyše spôsobujú vstrekovanie a migráciu veľkého počtu priestorov, čo ďalej skresľuje elektrické pole. Čím väčší je teplotný gradient, tým viac sa objaví akumulácia náboja priestorov, čím sa zintenzívňuje skreslenie elektrického poľa. Ako už bolo uvedené vyššie, vysoká teplota, akumulácia náboja vesmíru a skreslenie elektrického poľa ovplyvňujú normálnu prevádzku a služobnú životnosť DC káblov. Preto je potrebné zlepšiť tepelnú vodivosť PP na zabezpečenie bezpečnej prevádzky a predĺženej životnosti DC káblov.
Čas príspevku: Jan-04-2024