Pašlaik parasti tiek izmantotsizolācijas materiālsDC kabeļiem ir polietilēns. Tomēr pētnieki nepārtraukti meklē vairāk potenciālu izolācijas materiālu, piemēram, polipropilēnu (PP). Neskatoties uz to, izmantojot PP kā kabeļa izolācijas materiālu, rada vairākas problēmas.
1. Mehāniskās īpašības
Lai izpildītu pamatprasības DC kabeļu pārvadāšanai, uzstādīšanai un darbībai, izolācijas materiālam jābūt noteiktam mehāniskai stiprībai, ieskaitot labu elastību, pagarinājumu pārtraukumā un zemas temperatūras trieciena pretestību. Tomēr PP kā ļoti kristālisks polimērs uzrāda stingrību tā darba temperatūras diapazonā. Turklāt tas parāda trauslumu un jutīgumu pret plaisāšanu zemas temperatūras vidē, neatbilstot šiem apstākļiem. Tāpēc pētījumiem jākoncentrējas uz PP rūdīšanu un modificēšanu, lai risinātu šos jautājumus.
2. Novecošanās pretestība
Ilgtermiņa lietošanas laikā līdzstrāvas kabeļa izolācija pakāpeniski noveco, ņemot vērā augstas elektriskā lauka intensitātes un termiskās ciklinga kombinēto iedarbību. Šī novecošanās noved pie mehāniskās un izolācijas īpašību samazināšanas, kā arī sabrukšanas stiprības samazināšanās, galu galā ietekmējot kabeļa uzticamību un kalpošanas laiku. Kabeļu izolācijas novecošanās ietver mehāniskos, elektriskos, termiskos un ķīmiskos aspektus, visvairāk attiecas uz elektrisko un termisko novecošanos. Kaut arī antioksidantu pievienošana zināmā mērā var uzlabot PP izturību pret termisko oksidatīvo novecošanos, slikta antioksidantu un PP savietojamība, migrācija un to piemaisījumi kā piedevas ietekmē PP izolācijas veiktspēju. Tāpēc tikai paļaušanās uz antioksidantiem, lai uzlabotu PP novecošanās pretestību, nevar atbilst līdzstrāvas kabeļa izolācijas dzīves ilguma un uzticamības prasībām, kas prasa turpmāku pētījumu par pp modificēšanu.
3. Izolācijas veiktspēja
Kosmosa lādiņš kā viens no faktoriem, kas ietekmē kvalitāti un dzīves ilgumuaugstsprieguma līdzstrāvas kabeļi, būtiski ietekmē vietējo elektriskā lauka sadalījumu, dielektrisko izturību un izolācijas materiālu novecošanos. Izolācijas materiāliem līdzstrāvas kabeļiem ir jānovirza kosmosa lādiņa uzkrāšanās, jāsamazina līdzīgas polaritātes telpas lādiņu injekcija un jānojavē atšķirībā no polaritātes telpas lādiņiem, lai novērstu elektriskā lauka izkropļojumus izolācijā un saskarnēs, nodrošinot neietekmētu sabrukuma izturību un kabeļa kalpošanas laiku.
Kad līdzstrāvas kabeļi ilgstoši paliek vienpolārā elektriskajā laukā, elektronu, jonu un piemaisījumu jonizācija, kas rodas pie elektrodu materiāla izolācijas iekšienē, kļūst par kosmosa lādiņiem. Šīs lādiņas ātri migrē un uzkrājas lādēšanas paketēs, kas pazīstamas kā kosmosa lādiņa uzkrāšanās. Tāpēc, lietojot PP līdzstrāvas kabeļos, ir vajadzīgas modifikācijas, lai nomāktu lādiņu veidošanos un uzkrāšanos.
4. Siltumvadītspēja
Sliktas siltumvadītspējas dēļ siltums, kas rodas uz PP balstītu līdzstrāvas kabeļu darbības laikā, nevar ātri izkliedēt, kā rezultātā temperatūras atšķirības starp izolācijas slāņa iekšējām un ārējām pusēm, izveidojot nevienmērīgu temperatūras lauku. Polimēru materiālu elektriskā vadītspēja palielinās līdz ar paaugstinātu temperatūru. Tāpēc izolācijas slāņa ārējā puse ar zemāku vadītspēju ir pakļauta lādēšanas uzkrāšanai, izraisot samazinātu elektriskā lauka intensitāti. Turklāt temperatūras gradienti izraisa lielu skaita vietas lādiņu injekciju un migrāciju, vēl vairāk izkropļojot elektrisko lauku. Jo lielāks temperatūras gradients, jo lielāka ir telpas lādiņa uzkrāšanās, pastiprinot elektriskā lauka kropļojumus. Kā jau iepriekš tika runāts, augstā temperatūrā, kosmosa lādiņa uzkrāšanās un elektriskā lauka kropļojumi ietekmē līdzstrāvas kabeļu parasto darbību un kalpošanas laiku. Tādējādi, lai nodrošinātu drošu darbību un ilgstošu līdzstrāvas kabeļu kalpošanas laiku, ir jāuzlabo PP siltumvadītspēja.
Pasta laiks: janvāris-04-244