I øjeblikket er den almindeligt anvendteisoleringsmaterialefor DC-kabler er polyethylen. Forskere søger dog løbende flere potentielle isoleringsmaterialer, såsom polypropylen (PP). Ikke desto mindre giver det flere problemer at bruge PP som kabelisoleringsmateriale.
1. Mekaniske egenskaber
For at opfylde de grundlæggende krav til transport, installation og drift af DC-kabler skal isoleringsmaterialet have en vis mekanisk styrke, herunder god fleksibilitet, brudforlængelse og slagfasthed ved lav temperatur. Imidlertid udviser PP, som en meget krystallinsk polymer, stivhed inden for sit arbejdstemperaturområde. Derudover viser den skørhed og følsomhed over for revner i miljøer med lav temperatur, idet den ikke opfylder disse betingelser. Derfor skal forskning fokusere på at skærpe og modificere PP for at løse disse problemer.
2. Aldringsmodstand
Ved langvarig brug ældes DC-kabelisolering gradvist på grund af de kombinerede effekter af høj elektrisk feltintensitet og termisk cykling. Denne ældning fører til en reduktion i de mekaniske og isoleringsegenskaber samt et fald i nedbrydningsstyrken, hvilket i sidste ende påvirker kablets pålidelighed og levetid. Ældning af kabelisolering omfatter mekaniske, elektriske, termiske og kemiske aspekter, hvor elektrisk og termisk ældning er det mest bekymrende. Selvom tilsætning af antioxidanter kan forbedre PP's modstandsdygtighed over for termisk oxidativ ældning til en vis grad, påvirker dårlig kompatibilitet mellem antioxidanter og PP, migration og deres urenheder som tilsætningsstoffer PP's isoleringsevne. Derfor kan kun afhængighed af antioxidanter for at forbedre PP's ældningsmodstand ikke opfylde kravene til levetid og pålidelighed for DC-kabelisolering, hvilket nødvendiggør yderligere forskning i at modificere PP.
3. Isoleringsydelse
Rumladning, som en af de faktorer, der påvirker kvaliteten og levetiden afhøjspænding DC kabler, påvirker den lokale elektriske feltfordeling, dielektrisk styrke og ældning af isoleringsmateriale betydeligt. Isoleringsmaterialer til jævnstrømskabler skal undertrykke akkumulering af rumladning, reducere injektionen af rumladninger med ens polaritet og forhindre generering af rumladninger med uens polaritet for at forhindre elektrisk feltforvrængning i isoleringen og grænseflader, hvilket sikrer upåvirket gennembrudsstyrke og kabels levetid.
Når DC-kabler forbliver i et unipolært elektrisk felt i en længere periode, bliver elektronerne, ionerne og urenhedioniseringen genereret ved elektrodematerialet i isoleringen rumladninger. Disse ladninger migrerer hurtigt og akkumuleres til ladningspakker, kendt som akkumulering af rumladning. Derfor, når du bruger PP i DC-kabler, er modifikationer nødvendige for at undertrykke ladningsgenerering og -akkumulering.
4. Termisk ledningsevne
På grund af dårlig varmeledningsevne kan varme, der genereres under driften af PP-baserede DC-kabler, ikke spredes hurtigt, hvilket resulterer i temperaturforskelle mellem indersiden og ydersiden af isoleringslaget, hvilket skaber et ujævnt temperaturfelt. Den elektriske ledningsevne af polymermaterialer stiger med stigende temperaturer. Derfor bliver den ydre side af isoleringslaget med lavere ledningsevne tilbøjelig til at ophobe ladninger, hvilket fører til reduceret elektrisk feltintensitet. Desuden forårsager temperaturgradienter indsprøjtning og migration af et stort antal rumladninger, hvilket yderligere forvrænger det elektriske felt. Jo større temperaturgradienten er, jo mere rumladningsakkumulering sker, hvilket intensiverer den elektriske feltforvrængning. Som diskuteret tidligere påvirker høj temperatur, rumladningsakkumulering og elektrisk feltforvrængning den normale drift og levetid for DC-kabler. Derfor er det nødvendigt at forbedre den termiske ledningsevne af PP for at sikre sikker drift og forlænget levetid for DC-kabler.
Indlægstid: Jan-04-2024