Jelenleg az általánosan használtszigetelőanyagAz egyenáramú kábelek szigetelőanyaga a polietilén. A kutatók azonban folyamatosan keresnek további potenciális szigetelőanyagokat, például polipropilént (PP). Mindazonáltal a PP kábelszigetelő anyagként való használata számos problémát vet fel.
1. Mechanikai tulajdonságok
Az egyenáramú kábelek szállítására, telepítésére és üzemeltetésére vonatkozó alapvető követelmények teljesítéséhez a szigetelőanyagnak bizonyos mechanikai szilárdsággal kell rendelkeznie, beleértve a jó rugalmasságot, a szakadási nyúlást és az alacsony hőmérsékletű ütésállóságot. A PP azonban, mint erősen kristályos polimer, merevséget mutat az üzemi hőmérsékleti tartományán belül. Ezenkívül ridegséget és repedésre való hajlamot mutat alacsony hőmérsékletű környezetben, így nem felel meg ezeknek a feltételeknek. Ezért a kutatásoknak a PP edzésére és módosítására kell összpontosítaniuk ezen problémák megoldása érdekében.
2. Öregedésállóság
Hosszú távú használat során az egyenáramú kábel szigetelése fokozatosan öregszik a nagy elektromos térerősség és a termikus ciklusok együttes hatása miatt. Ez az öregedés a mechanikai és szigetelési tulajdonságok romlásához, valamint az átütési szilárdság csökkenéséhez vezet, ami végső soron befolyásolja a kábel megbízhatóságát és élettartamát. A kábelszigetelés öregedése mechanikai, elektromos, termikus és kémiai szempontokat foglal magában, amelyek közül az elektromos és a termikus öregedés a legaggasztóbb. Bár az antioxidánsok hozzáadása bizonyos mértékig javíthatja a PP termikus oxidatív öregedéssel szembeni ellenállását, az antioxidánsok és a PP közötti rossz kompatibilitás, a migráció, valamint adalékanyagként való szennyeződéseik befolyásolják a PP szigetelési teljesítményét. Ezért a PP öregedésállóságának javítására kizárólag az antioxidánsokra hagyatkozva nem lehet teljesíteni az egyenáramú kábelszigetelés élettartamára és megbízhatóságára vonatkozó követelményeket, ami további kutatásokat tesz szükségessé a PP módosításával kapcsolatban.
3. Szigetelési teljesítmény
A tértöltés, mint a minőséget és élettartamot befolyásoló tényezők egyikenagyfeszültségű egyenáramú kábelek, jelentősen befolyásolja a helyi elektromos tér eloszlását, a dielektromos szilárdságot és a szigetelőanyag öregedését. Az egyenáramú kábelek szigetelőanyagainak el kell nyomniuk a tértöltés felhalmozódását, csökkenteniük kell az azonos polaritású tértöltések befecskendezését, és meg kell akadályozniuk az eltérő polaritású tértöltések keletkezését, hogy megakadályozzák az elektromos tér torzulását a szigetelésen és az interfészeken belül, biztosítva a változatlan átütési szilárdságot és a kábel élettartamát.
Amikor az egyenáramú kábelek hosszabb ideig unipoláris elektromos térben maradnak, az elektróda anyagán a szigetelésben keletkező elektronok, ionok és szennyeződésionizáció tértöltésekké válnak. Ezek a töltések gyorsan vándorolnak és töltéscsomagokká halmozódnak fel, amit tértöltés-akkumulációnak nevezünk. Ezért, amikor PP-t használnak egyenáramú kábelekben, módosításokra van szükség a töltésképződés és -felhalmozódás elnyomása érdekében.
4. Hővezető képesség
A gyenge hővezető képesség miatt a PP alapú egyenáramú kábelek működése során keletkező hő nem tud gyorsan eloszlani, ami hőmérsékletkülönbséget eredményez a szigetelőréteg belső és külső oldala között, egyenetlen hőmérsékleti mezőt hozva létre. A polimer anyagok elektromos vezetőképessége a hőmérséklet emelkedésével növekszik. Ezért a szigetelőréteg alacsonyabb vezetőképességű külső oldala hajlamosabbá válik a töltésfelhalmozódásra, ami az elektromos térerősség csökkenéséhez vezet. Ezenkívül a hőmérséklet-gradiensek nagyszámú tértöltés befecskendezését és migrációját okozzák, ami tovább torzítja az elektromos mezőt. Minél nagyobb a hőmérséklet-gradiens, annál nagyobb a tértöltés-felhalmozódás, ami fokozza az elektromos mező torzulását. Amint azt korábban tárgyaltuk, a magas hőmérséklet, a tértöltés-felhalmozódás és az elektromos mező torzulása befolyásolja az egyenáramú kábelek normál működését és élettartamát. Ezért a PP hővezető képességének javítása szükséges az egyenáramú kábelek biztonságos működésének és hosszabb élettartamának biztosításához.
Közzététel ideje: 2024. január 4.