În prezent, cel utilizat frecventMaterial de izolarePentru cablurile DC este polietilena. Cu toate acestea, cercetătorii caută continuu mai multe materiale de izolare potențiale, cum ar fi polipropilena (PP). Cu toate acestea, utilizarea PP ca material de izolare a cablurilor prezintă mai multe probleme.
1. Proprietăți mecanice
Pentru a îndeplini cerințele de bază pentru transportul, instalarea și funcționarea cablurilor DC, materialul de izolare trebuie să dețină o anumită rezistență mecanică, inclusiv o bună flexibilitate, alungirea la pauză și rezistența la impact la temperaturi scăzute. Cu toate acestea, PP, ca polimer extrem de cristalin, prezintă rigiditate în intervalul său de temperatură de lucru. În plus, arată fragilitatea și susceptibilitatea la crăpături în medii la temperaturi scăzute, nereușind aceste condiții. Prin urmare, cercetarea trebuie să se concentreze pe întărirea și modificarea PP pentru a aborda aceste probleme.
2. rezistență la îmbătrânire
În timpul utilizării pe termen lung, izolarea cablurilor DC îmbătrânește treptat datorită efectelor combinate ale intensității câmpului electric ridicat și a ciclului termic. Această îmbătrânire duce la o reducere a proprietăților mecanice și de izolare, precum și la o scădere a rezistenței la defalcare, afectând în cele din urmă fiabilitatea și durata de viață a cablului. Îmbătrânirea izolației prin cablu include aspecte mecanice, electrice, termice și chimice, îmbătrânirea electrică și termică fiind cea mai preocupantă. Deși adăugarea de antioxidanți poate îmbunătăți rezistența PP la îmbătrânirea oxidativă termică într -o anumită măsură, o compatibilitate slabă între antioxidanți și PP, migrația și impuritatea lor ca aditivi afectează performanța de izolare a PP. Prin urmare, bazându -se exclusiv pe antioxidanți pentru a îmbunătăți rezistența de îmbătrânire a PP nu poate satisface cerințele de viață și de fiabilitate ale izolației de cablu DC, necesitând cercetări suplimentare privind modificarea PP.
3. Performanța izolației
Încărcare spațială, ca unul dintre factorii care influențează calitatea și durata de viață aCabluri DC de înaltă tensiune, afectează semnificativ distribuția câmpului electric local, rezistența dielectrică și îmbătrânirea materialelor de izolare. Materialele de izolare pentru cablurile DC trebuie să suprime acumularea de încărcare a spațiului, să reducă injecția de sarcini de spațiu asemănător polarității și să împiedice generarea de sarcini de spațiu spre deosebire de polaritate pentru a preveni distorsiunea câmpului electric în interiorul izolației și interfețelor, asigurând rezistența la descompunere neafectată și durata de viață a cablurilor.
Când cablurile DC rămân într -un câmp electric unipolar pentru o perioadă îndelungată, electronii, ionii și ionizarea impurității generate la materialul electrodului din izolație devin sarcini spațiale. Aceste taxe migrează rapid și se acumulează în pachete de încărcare, cunoscute sub numele de acumularea încărcăturii spațiale. Prin urmare, atunci când utilizați PP în cabluri DC, sunt necesare modificări pentru a suprima generarea și acumularea sarcinii.
4. Conductivitate termică
Datorită conductivității termice slabe, căldura generată în timpul funcționării cablurilor DC bazate pe PP nu se poate disipa prompt, ceea ce duce la diferențe de temperatură între laturile interioare și exterioare ale stratului de izolație, creând un câmp de temperatură inegal. Conductivitatea electrică a materialelor polimerice crește odată cu creșterea temperaturilor. Prin urmare, partea exterioară a stratului de izolație cu conductivitate mai mică devine predispusă la acumularea de încărcare, ceea ce duce la o intensitate redusă a câmpului electric. Mai mult decât atât, gradienții de temperatură determină injecția și migrarea unui număr mare de sarcini spațiale, distorsionând în continuare câmpul electric. Cu cât gradientul de temperatură este mai mare, cu atât se produce mai multă acumulare de sarcină spațială, intensificând distorsionarea câmpului electric. Așa cum am discutat anterior, temperatura ridicată, acumularea de sarcină spațială și distorsionarea câmpului electric afectează funcționarea normală și durata de viață a cablurilor DC. Prin urmare, îmbunătățirea conductivității termice a PP este necesară pentru a asigura funcționarea în siguranță și durata de viață prelungită a cablurilor DC.
Ora post: 04-2024 ianuarie