V současné době se běžně používajíIzolační materiálPro DC kabely je polyethylen. Vědci však neustále hledají potenciální izolační materiály, jako je polypropylen (PP). Použití PP jako kabelového izolačního materiálu však představuje několik problémů.
1. Mechanické vlastnosti
Aby bylo možné splnit základní požadavky na přepravu, instalaci a provoz DC kabelů, musí izolační materiál mít určitou mechanickou pevnost, včetně dobré flexibility, prodloužení při přestávce a odolnosti vůči dopadu na nízkou teplotu. PP však jako vysoce krystalický polymer vykazuje rigiditu v rozsahu pracovní teploty. Kromě toho ukazuje křehkost a náchylnost k praskání v prostředí s nízkou teplotou a nesplňuje tyto podmínky. Výzkum se proto musí zaměřit na zpřísnění a úpravu PP pro řešení těchto problémů.
2. odpor stárnutí
Během dlouhodobého používání izolace kabelu DC postupně stárne v důsledku kombinovaných účinků vysoké intenzity elektrického pole a tepelného cyklování. Toto stárnutí vede ke snížení mechanických a izolačních vlastností, jakož i ke snížení pevnosti rozkladu, což v konečném důsledku ovlivňuje spolehlivost a životnost kabelu. Stárnutí kabelové izolace zahrnuje mechanické, elektrické, tepelné a chemické aspekty, přičemž nejvíce se jedná o elektrické a tepelné stárnutí. Přestože přidání antioxidantů může do určité míry zlepšit odolnost PP vůči tepelnému oxidačnímu stárnutí, špatná kompatibilita mezi antioxidanty a PP, migrace a jejich nečistota, protože přísady ovlivňují izolační výkon PP. Proto pouze spoléhání na antioxidanty na zlepšení odolnosti stárnutí PP nemůže splňovat požadavky na životnost a spolehlivost na izolaci kabelu DC, což vyžaduje další výzkum úpravy PP.
3. izolační výkon
Vesmírný náboj, jako jeden z faktorů ovlivňujících kvalitu a životnostVysokopěťové DC kabely, významně ovlivňuje místní distribuci elektrického pole, dielektrické síly a stárnutí izolačního materiálu. Izolační materiály pro DC kabely musí potlačit akumulaci kosmického náboje, snížit injekci obžaloby podobně polaritu a bránit tvorbě na rozdíl od polaritního prostoru, aby se zabránilo zkreslení elektrického pole v rámci izolace a rozhraní, což zajišťuje neovlivněnou pevnost v rozpadu a životnosti kabelu.
Když DC kabely zůstávají po delší dobu v unipolárním elektrickém poli, elektrony, ionty a ionizace nečistot generované v elektrodovém materiálu v rámci izolace se stanou prostorovým náboji. Tyto poplatky rychle migrují a hromadí se do nábojových paketů, známé jako akumulace kosmického náboje. Proto při použití PP v DC kabelech jsou nezbytné úpravy k potlačení generování a akumulace náboje.
4. Tepelná vodivost
V důsledku špatné tepelné vodivosti se teplo generované během provozu DC kabelů na bázi PP nemůže okamžitě rozptýlit, což má za následek rozdíly v teplotě mezi vnitřní a vnější stranou izolační vrstvy a vytvářet nerovnoměrné teplotní pole. Elektrická vodivost polymerních materiálů se zvyšuje s rostoucími teplotami. Vnější strana izolační vrstvy s nižší vodivostí se proto stává náchylnou k akumulaci nabíjení, což vede ke snížení intenzity elektrického pole. Kromě toho teplotní gradienty způsobují injekci a migraci velkého počtu prostorových nábojů, což dále narušuje elektrické pole. Čím větší je teplotní gradient, tím více akumulace prostoru dochází, a zintenzivňuje zkreslení elektrického pole. Jak bylo uvedeno dříve, vysoká teplota, akumulace prostoru a zkreslení elektrického pole ovlivňují normální provoz a životnost DC kabelů. Zlepšení tepelné vodivosti PP je proto nezbytné k zajištění bezpečného provozu a prodloužení životnosti DC kabelů.
Čas příspěvku: leden-04-2024