В настоящее время обычно используетсяизоляционный материалДля кабелей постоянного тока является полиэтилен. Тем не менее, исследователи постоянно ищут больше потенциальных изоляционных материалов, таких как полипропилен (PP). Тем не менее, использование PP в качестве кабельного изоляционного материала представляет несколько проблем.
1. Механические свойства
Чтобы соответствовать основным требованиям для транспортировки, установки и работы кабелей постоянного тока, изоляционный материал должен обладать определенной механической прочностью, включая хорошую гибкость, удлинение при разрыве и низкотемпературное воздействие. Тем не менее, PP, как высококристаллический полимер, демонстрирует жесткость в пределах его рабочих температур. Кроме того, это показывает хрупкость и восприимчивость к растрескиванию в низкотемпературных средах, несмотря на эти условия. Поэтому исследования должны сосредоточиться на устранении и изменении PP для решения этих вопросов.
2. Старение сопротивления
Во время долгосрочного использования изоляция кабеля постоянного тока постепенно стареет из-за комбинированных эффектов высокой интенсивности электрического поля и термического цикла. Это старение приводит к снижению механических и изоляционных свойств, а также к снижению прочности поломки, что в конечном итоге влияет на срок надежности и обслуживания кабеля. Старение изоляции кабеля включает в себя механические, электрические, тепловые и химические аспекты, причем электрический и термический старение являются наиболее важными. Хотя добавление антиоксидантов может в определенной степени повысить устойчивость ПП к термическому окислительному старению, плохая совместимость между антиоксидантами и ПП, миграцией и их примесей в качестве добавок влияет на эффективность изоляции ПП. Следовательно, исключительно полагаясь на антиоксиданты для улучшения сопротивления стареющему возрасту PP, не может соответствовать требованиям срока службы и надежности изоляции кабеля постоянного тока, что требует дальнейших исследований по модификации PP.
3. Производительность изоляции
Космический заряд, как один из факторов, влияющих на качество и срок службыВысоковольные кабели DC, значительно влияет на распределение локального электрического поля, прочность на диэлектрик и старение изоляционного материала. Изоляционные материалы для кабелей постоянного тока должны подавлять накопление космического заряда, уменьшить инъекцию зарядов на полярности и затруднить генерацию зарядов пространства, не похожих на полярность для предотвращения искажения электрического поля в изоляции и разделах, обеспечивая нетронутую прочность на разбивку и срок службы кабеля.
Когда кабели постоянного тока остаются в однополярном электрическом поле в течение длительного периода, электроны, ионы и ионизация примесей, генерируемая в материале электрода в рамках изоляции, становятся пространственными зарядами. Эти заряды быстро мигрируют и накапливаются в пакеты заряда, известные как накопление космического заряда. Следовательно, при использовании PP в кабелях постоянного тока необходимы модификации для подавления генерации и накопления заряда.
4. Теплопроводность
Из-за плохой теплопроводности тепло, генерируемое во время работы кабелей DC на основе PP, не может быстро рассеиваться, что приводит к температурным различиям между внутренними и внешними сторонами изоляционного слоя, создавая неравномерное температурное поле. Электрическая проводимость полимерных материалов увеличивается с повышением температуры. Следовательно, внешняя сторона изоляционного слоя с более низкой проводимостью становится подверженной накоплению заряда, что приводит к снижению интенсивности электрического поля. Кроме того, температурные градиенты вызывают впрыск и миграцию большого количества пространственных зарядов, что еще больше искажает электрическое поле. Чем больше градиент температуры, тем больше накопления пространственного заряда происходит, усиливая искажение электрического поля. Как обсуждалось ранее, высокая температура, накопление космического заряда и искажение электрического поля влияют на нормальную работу и срок службы кабелей постоянного тока. Следовательно, улучшение теплопроводности ПП необходимо для обеспечения безопасной работы и длительного срока службы кабелей постоянного тока.
Время сообщения: январь-04-2024