Tällä hetkellä yleisesti käytetyteristysmateriaaliDC -kaapeleille on polyeteeniä. Tutkijat etsivät kuitenkin jatkuvasti enemmän potentiaalisia eristysmateriaaleja, kuten polypropeenia (PP). Siitä huolimatta PP: n käyttäminen kaapeliseristysmateriaalina aiheuttaa useita ongelmia.
1. Mekaaniset ominaisuudet
DC-kaapelien kuljetuksen, asennuksen ja käytön perusvaatimusten täyttämiseksi eristysmateriaalilla on oltava tietty mekaaninen lujuus, mukaan lukien hyvä joustavuus, pidennys tauolla ja matalan lämpötilan iskunkestävyys. PP: llä on kuitenkin erittäin kiteinen polymeeri jäykkyyttä sen työlämpötila -alueella. Lisäksi se osoittaa haurautta ja alttiutta halkeiluun matalan lämpötilan ympäristöissä, jotka eivät täytä näitä olosuhteita. Siksi tutkimuksen on keskityttävä PP: n karkaisemiseen ja muokkaamiseen näiden kysymysten ratkaisemiseksi.
2. ikääntymiskestävyys
Pitkän aikavälin käytön aikana tasavirtakaapelin eristys vähitellen ikääntyy korkean sähkökentän voimakkuuden ja lämpösyklin yhdistettyjen vaikutusten vuoksi. Tämä ikääntyminen johtaa mekaanisten ja eristysominaisuuksien vähentymiseen sekä hajoamisvoiman vähentymiseen, mikä vaikuttaa lopulta kaapelin luotettavuuteen ja käyttöikäyn. Kaapelin eristyksen ikääntyminen sisältää mekaaniset, sähkö-, lämpö- ja kemialliset näkökohdat, jolloin sähkö- ja lämpö ikääntyminen on eniten huolestuttavaa. Vaikka antioksidanttien lisääminen voi parantaa PP: n vastustuskykyä lämpöhapettavalle ikääntymiselle tietyssä määrin, huono yhteensopivuus antioksidanttien ja PP: n, muuttoliikkeen ja niiden epäpuhtauksien välillä lisäaineina vaikuttavat PP: n eristyssuorituskykyyn. Siksi pelkästään antioksidanttien luottaminen PP: n ikääntymisen vastustuskyvyn parantamiseksi ei pysty täyttämään tasavirtakaapelin eristyksen elinkaaria ja luotettavuusvaatimuksia, mikä edellyttää lisätutkimuksia PP: n modifioinnista.
3. Eristyssuorituskyky
Avaruusvaraus, yhtenä tekijöistä, jotka vaikuttavatkorkeajännite DC-kaapelit, vaikuttaa merkittävästi paikalliseen sähkökentän jakautumiseen, dielektriseen lujuuteen ja eristysmateriaalien ikääntymiseen. DC-kaapelien eristysmateriaalien on tukahduttava avaruusvarauksen kertyminen, vähennettävä samankaltaisten avaruusvarausten injektiota ja estämään toisin kuin polaarisuustilamenttien muodostumista eristyksen ja rajapintojen sähkökentän vääristymisen estämiseksi, mikä varmistaa vahingoittamattoman hajoamisen lujuuden ja kaapelin elinkaaren.
Kun DC -kaapelit pysyvät unipolaarisessa sähkökentässä pitkään, eristyksen elektrodimateriaalissa syntyneiden elektronien, ionien ja epäpuhtauksien ionisaatiosta tulee avaruusvarauksia. Nämä maksut siirtyvät nopeasti ja kerääntyvät varauspaketeiksi, jotka tunnetaan nimellä avaruusvaraus. Siksi, kun käytetään PP: tä DC -kaapeleissa, modifikaatiot ovat välttämättömiä varauksen muodostumisen ja kertymisen tukahduttamiseksi.
4. lämmönjohtavuus
Huonon lämmönjohtavuuden vuoksi PP-pohjaisten DC-kaapeleiden aikana syntyvä lämpö ei voi hajota nopeasti, mikä johtaa lämpötilaeroja eristyskerroksen sisä- ja ulkopuolisten puolien välillä, mikä luo epätasaisen lämpötilakentän. Polymeerimateriaalien sähkönjohtavuus nousee lämpötilojen noustessa. Siksi eristyskerroksen ulkopuolinen puoli, jolla on alhaisempi johtavuus, tulee alttiiksi varauksen kertymiselle, mikä johtaa vähentyneeseen sähkökentän voimakkuuteen. Lisäksi lämpötilagradientit aiheuttavat suuren määrän avaruusvarausten injektoinnin ja siirtymisen, vääristäen edelleen sähkökenttää. Mitä suurempi lämpötilagradientti, sitä enemmän avaruusvarauksen kertymistä tapahtuu, mikä tehostaa sähkökentän vääristymiä. Kuten aiemmin keskusteltiin, korkea lämpötila, avaruusvarauskertyminen ja sähkökentän vääristymät vaikuttavat tasavirtakaapeleiden normaaliin toimintaan ja käyttöikäyn. Siksi PP: n lämmönjohtavuuden parantaminen on välttämätöntä tasavirtakaapeleiden turvallisen toiminnan ja pitkittyneen käyttöiän varmistamiseksi.
Viestin aika: tammikuu 04-2024