Тренутно, уобичајено коришћениизолациони материјалЗа каблове једносмерне струје је полиетилен. Међутим, истраживачи континуирано траже нове потенцијалне изолационе материјале, као што је полипропилен (ПП). Ипак, коришћење ПП-а као материјала за изолацију каблова представља неколико проблема.
1. Механичка својства
Да би се испунили основни захтеви за транспорт, инсталацију и рад каблова једносмерне струје, изолациони материјал мора поседовати одређену механичку чврстоћу, укључујући добру флексибилност, издужење при кидању и отпорност на ударце на ниским температурама. Међутим, ПП, као високо кристални полимер, показује крутост у свом радном температурном опсегу. Поред тога, показује кртост и подложност пуцању у окружењима са ниским температурама, не испуњавајући ове услове. Стога се истраживања морају фокусирати на очвршћавање и модификовање ПП-а како би се решили ови проблеми.
2. Отпорност на старење
Током дуготрајне употребе, изолација каблова за једносмерну струју постепено стари због комбинованих ефеката високог интензитета електричног поља и термичког циклуса. Ово старење доводи до смањења механичких и изолационих својстава, као и до смањења пробојне чврстоће, што на крају утиче на поузданост и век трајања кабла. Старење изолације кабла обухвата механичке, електричне, термичке и хемијске аспекте, при чему су електрично и термичко старење најзабрињавајуће. Иако додавање антиоксиданата може до одређене мере побољшати отпорност ПП на термичко-оксидативно старење, лоша компатибилност између антиоксиданата и ПП, миграција и њихова нечистоћа као адитива утичу на перформансе изолације ПП. Стога, искључиво ослањање на антиоксиданте за побољшање отпорности ПП на старење не може задовољити захтеве за век трајања и поузданост изолације каблова за једносмерну струју, што захтева даља истраживања о модификовању ПП.
3. Перформансе изолације
Просторно наелектрисање, као један од фактора који утичу на квалитет и животни веккаблови високог напона једносмерне струје, значајно утиче на локалну расподелу електричног поља, диелектричну чврстоћу и старење изолационог материјала. Изолациони материјали за каблове за једносмерну струју морају да сузбију акумулацију просторног наелектрисања, смање убризгавање просторних наелектрисања истог поларитета и спрече стварање просторних наелектрисања различитог поларитета како би се спречило изобличење електричног поља унутар изолације и међуповеза, осигуравајући непромењену пробојну чврстоћу и век трајања кабла.
Када каблови за једносмерну струју остану у униполарном електричном пољу током дужег периода, електрони, јони и јонизација нечистоћа генерисани на материјалу електроде унутар изолације постају просторна наелектрисања. Ова наелектрисања брзо мигрирају и акумулирају се у пакете наелектрисања, познато као акумулација просторног наелектрисања. Стога, када се користи ПП у кабловима за једносмерну струју, неопходне су модификације како би се сузбило стварање и акумулација наелектрисања.
4. Топлотна проводљивост
Због лоше топлотне проводљивости, топлота генерисана током рада каблова за једносмерну струју на бази ПП не може се брзо распршити, што резултира температурним разликама између унутрашње и спољашње стране изолационог слоја, стварајући неравномерно температурно поље. Електрична проводљивост полимерних материјала повећава се са порастом температуре. Стога, спољашња страна изолационог слоја са нижом проводљивошћу постаје склона акумулацији наелектрисања, што доводи до смањења интензитета електричног поља. Штавише, температурни градијенти узрокују убризгавање и миграцију великог броја просторних наелектрисања, што додатно искривљује електрично поље. Што је већи температурни градијент, то се више акумулира просторно наелектрисање, што интензивира дисторзију електричног поља. Као што је раније речено, висока температура, акумулација просторног наелектрисања и дисторзија електричног поља утичу на нормалан рад и век трајања каблова за једносмерну струју. Стога је побољшање топлотне проводљивости ПП неопходно како би се осигурао безбедан рад и продужени век трајања каблова за једносмерну струју.
Време објаве: 04.01.2024.