Actualment, l’ús comúmaterial d'aïllamentPer als cables de DC és el polietilè. Tot i això, els investigadors busquen contínuament més materials d’aïllament potencials, com el polipropilè (PP). No obstant això, l'ús de PP com a material d'aïllament de cable presenta diversos problemes.
1. Propietats mecàniques
Per complir els requisits bàsics per al transport, la instal·lació i el funcionament dels cables de corrent continu, el material d’aïllament ha de tenir una certa resistència mecànica, incloent una bona flexibilitat, allargament a la pausa i resistència a l’impacte a baixa temperatura. No obstant això, el PP, com a polímer altament cristal·lí, presenta rigidesa dins del seu rang de temperatura de treball. Addicionalment, mostra la crisi i la susceptibilitat a l’esquerdament en entorns de baixa temperatura, no complint aquestes condicions. Per tant, la investigació s’ha de centrar en l’enduriment i la modificació del PP per solucionar aquests problemes.
2. Resistència envellida
Durant l’ús a llarg termini, l’aïllament de cables de corrent continu envelleix gradualment a causa dels efectes combinats de l’alta intensitat del camp elèctric i el ciclisme tèrmic. Aquest envelliment condueix a una reducció de les propietats mecàniques i d’aïllament, així com a una disminució de la força de desglossament, afectant finalment la fiabilitat i la vida útil del cable. L’envelliment d’aïllament per cable inclou aspectes mecànics, elèctrics, tèrmics i químics, sent l’envelliment elèctric i tèrmic. Tot i que l’afegit antioxidants pot millorar la resistència del PP a l’envelliment oxidatiu tèrmic fins a cert punt, la mala compatibilitat entre els antioxidants i el PP, la migració i la seva impuresa com a additius afecten el rendiment d’aïllament de PP. Per tant, només confiar en antioxidants per millorar la resistència envellida del PP no pot complir la vida útil i els requisits de fiabilitat de l’aïllament de cables de corrent continu, cosa que necessita més investigacions sobre la modificació de la PP.
3. Rendiment d’aïllament
Càrrega espacial, com un dels factors que influeixen en la qualitat i la vida útil deCables DC d’alta tensió, afecta significativament la distribució de camp elèctric local, la resistència dielèctrica i l’envelliment de materials d’aïllament. Els materials d’aïllament per a cables de corrent continu necessiten suprimir l’acumulació de càrrega espacial, reduir la injecció de càrregues espacials de polaritat similar i dificultar la generació de càrregues espacials de polaritat per evitar la distorsió del camp elèctric dins de l’aïllament i les interfícies, garantint la força de desglossament no afectada i la vida del cable.
Quan els cables de corrent continu es mantenen en un camp elèctric unipolar durant un període prolongat, els electrons, els ions i la ionització de la impuresa es van generar al material de l’elèctrode dins del aïllament es converteixen en càrregues espacials. Aquests càrrecs migren ràpidament i s’acumulen en paquets de càrrega, coneguts com l’acumulació de càrrega espacial. Per tant, quan s’utilitza PP en cables de corrent continu, són necessàries modificacions per suprimir la generació de càrrega i l’acumulació.
4. Conductivitat tèrmica
A causa de la mala conductivitat tèrmica, la calor generada durant el funcionament de cables de corrent continu basats en PP no es pot dissipar ràpidament, donant lloc a diferències de temperatura entre els costats interiors i exteriors de la capa d’aïllament, creant un camp de temperatura desigual. La conductivitat elèctrica dels materials de polímer augmenta amb l’augment de les temperatures. Per tant, el costat exterior de la capa d’aïllament amb menor conductivitat es fa propens a l’acumulació de càrrega, donant lloc a una intensitat de camp elèctrica reduïda. A més, els gradients de temperatura provoquen la injecció i la migració d’un gran nombre de càrregues espacials, distorsionant encara més el camp elèctric. Com més gran sigui el gradient de temperatura, més acumulació de càrrega espacial es produeix, intensificant la distorsió del camp elèctric. Com s'ha comentat anteriorment, la temperatura alta, l'acumulació de càrrega espacial i la distorsió del camp elèctric afecten el funcionament normal i la vida útil dels cables de DC. Per tant, és necessària la millora de la conductivitat tèrmica del PP per assegurar el funcionament segur i la vida útil prolongada dels cables de DC.
Post Horari: 04 de gener de 2014