Trenutno se pogosto uporabljaizolacijski materialZa DC kable je polietilen. Vendar raziskovalci nenehno iščejo več potencialnih izolacijskih materialov, kot je polipropilen (PP). Kljub temu pa uporaba PP kot kabelskega izolacijskega materiala predstavlja več težav.
1. mehanske lastnosti
Za izpolnjevanje osnovnih zahtev za prevoz, namestitev in delovanje DC kablov mora izolacijski material imeti določeno mehansko trdnost, vključno z dobro prilagodljivostjo, raztezanjem pri prekinitvi in nizkotemperaturno udarno odpornostjo. Vendar pa PP kot zelo kristalni polimer kaže togost v svojem delovnem temperaturnem območju. Poleg tega kaže, da je čvrvesnost in dovzetnost za razpokanje v nizkotemperaturnih okoljih, ki niso izpolnili teh pogojev. Zato se morajo raziskave osredotočiti na zatrditev in spreminjanje PP za reševanje teh vprašanj.
2. odpornost na staranje
Med dolgotrajno uporabo se izolacija DC kabla postopoma stara zaradi kombiniranih učinkov visoke intenzivnosti električnega polja in toplotnega kolesarjenja. To staranje vodi do zmanjšanja mehanskih in izolacijskih lastnosti, pa tudi zmanjšanje trdnosti razčlenitve, kar na koncu vpliva na zanesljivost in življenjsko dobo kabla. Staranje izolacije kabla vključuje mehanske, električne, toplotne in kemične vidike, pri čemer je najbolj zaskrbljujoče električno in toplotno staranje. Čeprav lahko dodajanje antioksidantov v določeni meri izboljša odpornost PP na toplotno oksidativno staranje, slaba združljivost med antioksidanti in PP, migracijo in njihovo nečistost, saj aditivi vplivajo na uspešnost izolacije PP. Zato se samo zanašanje na antioksidante za izboljšanje odpornosti na staranje PP ne more izpolniti življenjske dobe in zanesljivosti izolacije DC kabelske izolacije, kar bi zahtevalo nadaljnje raziskave o spreminjanju PP.
3. Učinkovitost izolacije
Vesoljski naboj, kot eden od dejavnikov, ki vpliva na kakovost in življenjsko dobovisokonapetostni DC kabli, znatno vpliva na lokalno porazdelitev električnega polja, dielektrično trdnost in staranje izolacijskega materiala. Izolacijski materiali za DC kable morajo zatreti kopičenje vesoljskega naboja, zmanjšati vbrizgavanje nabojev za podobno polarnost in ovirati nastajanje nabojev za za razliko od polariranosti, da prepreči izkrivljanje električnega polja znotraj izolacije in vmesnikov, kar zagotavlja, da ne vpliva na trdnost razpada in življenjsko dobo kabla.
Kadar DC kabli ostanejo v enipolarnem električnem polju daljše obdobje, elektroni, ioni in nečistoča ionizacija, ustvarjena na materialu elektrode znotraj izolacije, postanejo vesoljski naboji. Te stroške se hitro migrirajo in se kopičijo v pakete naboja, znane kot kopičenje vesoljskega naboja. Zato so pri uporabi PP v DC kabli potrebne spremembe za zatiranje nastajanja in kopičenja.
4. toplotna prevodnost
Zaradi slabe toplotne prevodnosti se toplota, ustvarjena med delovanjem DC kablov na osnovi PP, ne more takoj razbliniti, kar ima za posledico temperaturne razlike med notranjo in zunanjo stranjo izolacijske plasti, kar ustvarja neenakomerno temperaturno polje. Električna prevodnost polimernih materialov se povečuje z naraščajočimi temperaturami. Zato zunanja stran izolacijske plasti z nižjo prevodnostjo postane nagnjena k kopičenju naboja, kar vodi do zmanjšane intenzivnosti električnega polja. Poleg tega temperaturni gradienti povzročajo vbrizgavanje in migracijo velikega števila vesoljskih nabojev, kar še dodatno izkrivlja električno polje. Večji kot je temperaturni gradient, več se pojavi kopičenje prostora, kar povečuje izkrivljanje električnega polja. Kot smo že omenili, visoka temperatura, kopičenje prostora in izkrivljanje električnega polja vplivajo na normalno delovanje in življenjsko dobo DC kablov. Zato je izboljšanje toplotne prevodnosti PP potrebno za zagotovitev varnega delovanja in dolgotrajne življenjske dobe DC kablov.
Čas objave: januar-04-2024