För närvarande är det vanligaisoleringsmaterialför DC-kablar är polyeten. Men forskare söker kontinuerligt efter fler potentiella isoleringsmaterial, såsom polypropen (PP). Att använda PP som kabelisoleringsmaterial innebär dock flera problem.
1. Mekaniska egenskaper
För att uppfylla de grundläggande kraven för transport, installation och drift av DC-kablar måste isoleringsmaterialet ha viss mekanisk hållfasthet, inklusive god flexibilitet, brottförlängning och slagtålighet vid låg temperatur. Emellertid uppvisar PP, som en mycket kristallin polymer, styvhet inom sitt arbetstemperaturområde. Dessutom uppvisar den sprödhet och känslighet för sprickbildning i lågtemperaturmiljöer, utan att uppfylla dessa villkor. Därför måste forskningen fokusera på att skärpa och modifiera PP för att ta itu med dessa frågor.
2. Åldringsmotstånd
Under långvarig användning åldras likströmskabelisoleringen gradvis på grund av de kombinerade effekterna av hög elektrisk fältintensitet och termisk cykling. Denna åldring leder till en minskning av de mekaniska egenskaperna och isoleringsegenskaperna, såväl som en minskning av brotthållfastheten, vilket i slutändan påverkar kabelns tillförlitlighet och livslängd. Åldrande av kabelisolering inkluderar mekaniska, elektriska, termiska och kemiska aspekter, där elektrisk och termisk åldring är det mest oroande. Även om tillsats av antioxidanter kan förbättra PP:s motståndskraft mot termiskt oxidativt åldrande i viss utsträckning, påverkar dålig kompatibilitet mellan antioxidanter och PP, migration och deras föroreningar som tillsatser PP:s isoleringsprestanda. Att enbart förlita sig på antioxidanter för att förbättra PP:s åldringsbeständighet kan därför inte uppfylla livslängden och tillförlitlighetskraven för DC-kabelisolering, vilket kräver ytterligare forskning om att modifiera PP.
3. Isoleringsprestanda
Rymdladdning, som en av de faktorer som påverkar kvaliteten och livslängden förhögspännings DC-kablar, påverkar avsevärt den lokala elektriska fältfördelningen, dielektrisk styrka och åldrande av isoleringsmaterial. Isoleringsmaterial för DC-kablar måste undertrycka ackumuleringen av rymdladdning, minska insprutningen av rymdladdningar med lika polaritet och hindra genereringen av rymdladdningar med olika polaritet för att förhindra elektrisk fältförvrängning i isoleringen och gränssnitten, vilket säkerställer opåverkad genombrottsstyrka och kabelns livslängd.
När DC-kablar förblir i ett unipolärt elektriskt fält under en längre period, blir elektronerna, jonerna och föroreningsjoniseringen som genereras vid elektrodmaterialet i isoleringen rymdladdningar. Dessa laddningar migrerar snabbt och ackumuleras till laddningspaket, kända som ackumulering av rymdladdning. Därför, när PP används i DC-kablar, är modifieringar nödvändiga för att undertrycka laddningsgenerering och ackumulering.
4. Värmeledningsförmåga
På grund av dålig värmeledningsförmåga kan värme som genereras under driften av PP-baserade DC-kablar inte försvinna snabbt, vilket resulterar i temperaturskillnader mellan inre och yttre sidor av isoleringsskiktet, vilket skapar ett ojämnt temperaturfält. Den elektriska ledningsförmågan hos polymermaterial ökar med stigande temperaturer. Därför blir den yttre sidan av isoleringsskiktet med lägre ledningsförmåga benägen att ladda ackumulering, vilket leder till minskad elektrisk fältintensitet. Dessutom orsakar temperaturgradienter injicering och migrering av ett stort antal rymdladdningar, vilket ytterligare förvränger det elektriska fältet. Ju större temperaturgradienten är, desto mer rymdladdningsackumulering sker, vilket förstärker distorsionen av det elektriska fältet. Som diskuterats tidigare påverkar hög temperatur, ackumulering av rymdladdning och distorsion av elektriska fält den normala driften och livslängden för DC-kablar. Därför är det nödvändigt att förbättra den termiska konduktiviteten hos PP för att säkerställa säker drift och förlängd livslängd för DC-kablar.
Posttid: Jan-04-2024