Foreløpig den ofte brukteisolasjonsmaterialefor DC-kabler er polyetylen. Imidlertid søker forskere kontinuerlig etter flere potensielle isolasjonsmaterialer, som polypropylen (PP). Ikke desto mindre gir bruk av PP som kabelisolasjonsmateriale flere problemer.
1. Mekaniske egenskaper
For å oppfylle de grunnleggende kravene til transport, installasjon og drift av DC-kabler, må isolasjonsmaterialet ha en viss mekanisk styrke, inkludert god fleksibilitet, forlengelse ved brudd og slagfasthet ved lav temperatur. Imidlertid viser PP, som en svært krystallinsk polymer, stivhet innenfor arbeidstemperaturområdet. I tillegg viser den sprøhet og mottakelighet for sprekker i lavtemperaturmiljøer, og oppfyller ikke disse forholdene. Derfor må forskning fokusere på å skjerpe og modifisere PP for å løse disse problemene.
2. Aldringsmotstand
Ved langvarig bruk eldes DC-kabelisolasjonen gradvis på grunn av de kombinerte effektene av høy elektrisk feltintensitet og termisk sykling. Denne aldring fører til en reduksjon i de mekaniske og isolasjonsegenskapene, samt en reduksjon i nedbrytningsstyrken, noe som til slutt påvirker påliteligheten og levetiden til kabelen. Aldring av kabelisolasjon inkluderer mekaniske, elektriske, termiske og kjemiske aspekter, med elektrisk og termisk aldring som er det mest bekymringsfulle. Selv om tilsetning av antioksidanter kan forbedre PPs motstand mot termisk oksidativ aldring til en viss grad, påvirker dårlig kompatibilitet mellom antioksidanter og PP, migrasjon og deres urenheter som tilsetningsstoffer PPs isolasjonsytelse. Derfor kan det å kun stole på antioksidanter for å forbedre PPs aldringsmotstand ikke oppfylle kravene til levetid og pålitelighet for DC-kabelisolasjon, noe som krever ytterligere forskning på å modifisere PP.
3. Isolasjonsytelse
Romladning, som en av faktorene som påvirker kvaliteten og levetiden tilhøyspente DC-kabler, påvirker den lokale elektriske feltfordelingen, dielektrisk styrke og aldring av isolasjonsmateriale betydelig. Isolasjonsmaterialer for DC-kabler må undertrykke akkumulering av romladning, redusere injeksjonen av romladninger med samme polaritet og hindre generering av romladninger med ulik polaritet for å forhindre elektrisk feltforvrengning i isolasjonen og grensesnittene, og sikre upåvirket sammenbruddsstyrke og kabelens levetid.
Når DC-kabler forblir i et unipolart elektrisk felt i en lengre periode, blir elektronene, ionene og urenhets-ioniseringen generert ved elektrodematerialet i isolasjonen romladninger. Disse ladningene migrerer raskt og akkumuleres til ladningspakker, kjent som akkumulering av romladning. Derfor, når du bruker PP i DC-kabler, er modifikasjoner nødvendig for å undertrykke ladningsgenerering og -akkumulering.
4. Termisk ledningsevne
På grunn av dårlig varmeledningsevne kan ikke varme som genereres under driften av PP-baserte DC-kabler forsvinne raskt, noe som resulterer i temperaturforskjeller mellom de indre og ytre sidene av isolasjonslaget, og skaper et ujevnt temperaturfelt. Den elektriske ledningsevnen til polymermaterialer øker med stigende temperaturer. Derfor blir den ytre siden av isolasjonslaget med lavere ledningsevne utsatt for ladningsakkumulering, noe som fører til redusert elektrisk feltintensitet. Dessuten forårsaker temperaturgradienter injeksjon og migrering av et stort antall romladninger, som ytterligere forvrenger det elektriske feltet. Jo større temperaturgradienten er, desto mer plassladningsakkumulering skjer, noe som forsterker den elektriske feltforvrengningen. Som diskutert tidligere, påvirker høy temperatur, plassladningsakkumulering og elektrisk feltforvrengning den normale driften og levetiden til DC-kabler. Derfor er det nødvendig å forbedre den termiske ledningsevnen til PP for å sikre sikker drift og forlenget levetid for DC-kabler.
Innleggstid: Jan-04-2024