Pašlaik plaši izmantotaisizolācijas materiālslīdzstrāvas kabeļiem ir polietilēns. Tomēr pētnieki nepārtraukti meklē vairāk potenciālu izolācijas materiālu, piemēram, polipropilēnu (PP). Tomēr PP izmantošana kā kabeļu izolācijas materiāls rada vairākas problēmas.
1. Mehāniskās īpašības
Lai atbilstu pamatprasībām līdzstrāvas kabeļu transportēšanai, uzstādīšanai un ekspluatācijai, izolācijas materiālam ir jābūt noteiktai mehāniskai izturībai, tostarp laba elastība, pārrāvuma pagarinājums un zemas temperatūras triecienizturība. Tomēr PP kā ļoti kristālisks polimērs uzrāda stingrību darba temperatūras diapazonā. Turklāt tas parāda trauslumu un jutīgumu pret plaisāšanu zemas temperatūras vidē, neatbilstot šiem nosacījumiem. Tāpēc pētījumiem ir jākoncentrējas uz PP nostiprināšanu un modificēšanu, lai risinātu šīs problēmas.
2. Izturība pret novecošanos
Ilgstošas lietošanas laikā līdzstrāvas kabeļa izolācija pakāpeniski noveco augstas elektriskā lauka intensitātes un termiskās cikla kombinācijas dēļ. Šī novecošanās noved pie mehānisko un izolācijas īpašību samazināšanās, kā arī sabrukšanas izturības samazināšanās, galu galā ietekmējot kabeļa uzticamību un kalpošanas laiku. Kabeļu izolācijas novecošana ietver mehāniskos, elektriskos, termiskos un ķīmiskos aspektus, no kuriem visvairāk attiecas uz elektrisko un termisko novecošanu. Lai gan antioksidantu pievienošana zināmā mērā var uzlabot PP izturību pret termisko oksidatīvo novecošanos, slikta saderība starp antioksidantiem un PP, migrācija un to piemaisījumi kā piedevām ietekmē PP izolācijas veiktspēju. Tāpēc, paļaujoties tikai uz antioksidantiem, lai uzlabotu PP novecošanās pretestību, nevar izpildīt līdzstrāvas kabeļa izolācijas kalpošanas laika un uzticamības prasības, tāpēc ir nepieciešami turpmāki pētījumi par PP modificēšanu.
3. Izolācijas veiktspēja
Telpas lādiņš, kā viens no faktoriem, kas ietekmē kvalitāti un kalpošanas laikuaugstsprieguma līdzstrāvas kabeļi, būtiski ietekmē lokālā elektriskā lauka sadalījumu, dielektrisko izturību un izolācijas materiāla novecošanos. Līdzstrāvas kabeļu izolācijas materiāliem ir jānovērš telpas lādiņa uzkrāšanās, jāsamazina līdzīgas polaritātes telpas lādiņu iesmidzināšana un jākavē atšķirīgas polaritātes telpas lādiņu rašanās, lai novērstu elektriskā lauka kropļojumus izolācijā un saskarnēs, nodrošinot neietekmētu pārrāvuma izturību un kabeļa kalpošanas laiks.
Ja līdzstrāvas kabeļi ilgstoši paliek vienpolārā elektriskajā laukā, elektroni, joni un piemaisījumu jonizācija, kas rodas elektroda materiālā izolācijā, kļūst par kosmosa lādiņiem. Šie lādiņi ātri migrē un uzkrājas lādiņu paketēs, ko sauc par kosmosa lādiņu uzkrāšanos. Tāpēc, izmantojot PP līdzstrāvas kabeļos, ir nepieciešamas modifikācijas, lai nomāktu lādiņu veidošanos un uzkrāšanos.
4. Siltumvadītspēja
Sliktās siltumvadītspējas dēļ siltums, kas rodas PP bāzes līdzstrāvas kabeļu darbības laikā, nevar ātri izkliedēties, kā rezultātā starp izolācijas slāņa iekšējo un ārējo pusi rodas temperatūras atšķirības, radot nevienmērīgu temperatūras lauku. Polimērmateriālu elektrovadītspēja palielinās, paaugstinoties temperatūrai. Tāpēc izolācijas slāņa ārējā puse ar zemāku vadītspēju kļūst pakļauta lādiņa uzkrāšanai, kā rezultātā samazinās elektriskā lauka intensitāte. Turklāt temperatūras gradienti izraisa liela skaita kosmosa lādiņu ievadīšanu un migrāciju, vēl vairāk izkropļojot elektrisko lauku. Jo lielāks temperatūras gradients, jo vairāk notiek telpas lādiņa uzkrāšanās, pastiprinot elektriskā lauka kropļojumus. Kā minēts iepriekš, augsta temperatūra, telpas lādiņa uzkrāšanās un elektriskā lauka kropļojumi ietekmē līdzstrāvas kabeļu normālu darbību un kalpošanas laiku. Tādējādi PP siltumvadītspējas uzlabošana ir nepieciešama, lai nodrošinātu līdzstrāvas kabeļu drošu darbību un ilgāku kalpošanas laiku.
Izlikšanas laiks: Jan-04-2024