Jelenleg az általánosan használtszigetelőanyagAz egyenáramú kábelekhez polietilén. A kutatók azonban folyamatosan keresnek több potenciális szigetelőanyagot, például polipropilént (PP). Mindazonáltal a PP kábelszigetelő anyagként történő használata számos problémát vet fel.
1. Mechanikai tulajdonságok
Az egyenáramú kábelek szállítására, telepítésére és üzemeltetésére vonatkozó alapvető követelmények teljesítéséhez a szigetelőanyagnak rendelkeznie kell bizonyos mechanikai szilárdsággal, beleértve a jó rugalmasságot, a szakadási nyúlást és az alacsony hőmérsékletű ütésállóságot. A PP azonban, mint erősen kristályos polimer, a munkahőmérséklet-tartományon belül merevséget mutat. Ezen túlmenően alacsony hőmérsékletű környezetben törékenységet és repedésekre való hajlamot mutat, és nem teljesíti ezeket a feltételeket. Ezért a kutatásnak a PP szigorítására és módosítására kell összpontosítania e problémák megoldása érdekében.
2. Öregedésállóság
A hosszú távú használat során az egyenáramú kábelek szigetelése fokozatosan elöregszik a nagy elektromos térintenzitás és a hőciklus együttes hatása miatt. Ez az öregedés a mechanikai és szigetelési tulajdonságok csökkenéséhez, valamint az áttörési szilárdság csökkenéséhez vezet, ami végső soron befolyásolja a kábel megbízhatóságát és élettartamát. A kábelek szigetelésének öregedése mechanikai, elektromos, termikus és kémiai szempontokat foglal magában, amelyek közül az elektromos és termikus öregedés a leginkább aggasztó. Bár az antioxidánsok hozzáadása bizonyos mértékig javíthatja a PP hő-oxidatív öregedéssel szembeni ellenállását, az antioxidánsok és a PP közötti rossz kompatibilitás, a migráció és adalékanyagként való szennyeződésük befolyásolja a PP szigetelési teljesítményét. Ezért, ha pusztán antioxidánsokra támaszkodunk a PP öregedésállóságának javítására, az nem felel meg az egyenáramú kábelek szigetelésének élettartamára és megbízhatóságára vonatkozó követelményeknek, ezért további kutatásokra van szükség a PP módosításával kapcsolatban.
3. Szigetelési teljesítmény
A tértöltés, mint a minőséget és élettartamot befolyásoló egyik tényezőnagyfeszültségű egyenáramú kábelek, jelentősen befolyásolja a helyi elektromos téreloszlást, a dielektromos szilárdságot és a szigetelőanyag öregedését. Az egyenáramú kábelek szigetelőanyagainak meg kell akadályozniuk a tértöltés felhalmozódását, csökkenteni 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 az érintetlen áttörési szilárdságot és kábel élettartama.
Ha az egyenáramú kábelek huzamosabb ideig egypólusú elektromos térben maradnak, a szigetelésen belüli elektróda anyagán keletkező elektronok, ionok és szennyeződések ionizációja tértöltésekké válik. Ezek a töltések gyorsan vándorolnak és töltéscsomagokba halmozódnak fel, amelyeket tértöltés felhalmozódásának neveznek. Ezért, ha PP-t használnak egyenáramú kábelekben, módosításokra van szükség a töltésképződés és a felhalmozódás visszaszorítása érdekében.
4. Hővezetőképesség
A rossz hővezető képesség miatt a PP alapú egyenáramú kábelek működése során keletkező hő nem tud azonnal eloszlani, ami a szigetelőréteg belső és külső oldala között hőmérséklet-különbséget eredményez, ami egyenetlen hőmérsékleti mezőt hoz létre. A polimer anyagok elektromos vezetőképessége a hőmérséklet emelkedésével nő. Emiatt a szigetelőréteg alacsonyabb vezetőképességű külső oldala hajlamossá válik a töltés felhalmozódására, ami az elektromos tér intenzitásának csökkenéséhez vezet. Ezenkívül a hőmérsékleti gradiensek nagyszámú tértöltés befecskendezését és migrációját okozzák, tovább torzítva az elektromos mezőt. Minél nagyobb a hőmérsékleti gradiens, annál nagyobb a tértöltés felhalmozódása, ami fokozza az elektromos tér torzítását. Amint azt korábban tárgyaltuk, a magas hőmérséklet, a tértöltés felhalmozódása és az elektromos tér 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.
Feladás időpontja: 2024-04-04