Тренутно се најчешће користиизолациони материјалза ДЦ каблове је полиетилен. Међутим, истраживачи стално траже више потенцијалних изолационих материјала, као што је полипропилен (ПП). Ипак, употреба ПП као изолационог материјала каблова представља неколико проблема.
1. Механичке особине
Да би се испунили основни захтеви за транспорт, уградњу и рад једносмерних каблова, изолациони материјал мора да поседује одређену механичку чврстоћу, укључујући добру флексибилност, издужење при кидању и отпорност на ударе на ниским температурама. Међутим, ПП, као високо кристални полимер, показује крутост у опсегу радне температуре. Поред тога, показује кртост и подложност пуцању у окружењима са ниским температурама, не испуњавајући ове услове. Стога се истраживање мора фокусирати на пооштравање и модификовање ПП да би се решила ова питања.
2. Отпорност на старење
Током дуготрајне употребе, изолација ДЦ каблова постепено стари због комбинованих ефеката високог интензитета електричног поља и термичког циклуса. Ово старење доводи до смањења механичких и изолационих својстава, као и смањења чврстоће при ломљењу, што на крају утиче на поузданост и век трајања кабла. Старење изолације каблова укључује механичке, електричне, термичке и хемијске аспекте, при чему су електрично и термичко старење највише забрињавајуће. Иако додавање антиоксиданата може побољшати отпорност ПП на термичко оксидативно старење у одређеној мери, лоша компатибилност између антиоксиданата и ПП, миграција и њихова нечистоћа као адитива утичу на перформансе изолације ПП. Стога, ослањање искључиво на антиоксиданте за побољшање отпорности ПП на старење не може задовољити захтеве животног века и поузданости изолације ДЦ каблова, што захтева даља истраживања о модификацији ПП.
3. Перформансе изолације
Просторни набој, као један од фактора који утиче на квалитет и век трајањависоконапонски ДЦ каблови, значајно утиче на локалну дистрибуцију електричног поља, диелектричну чврстоћу и старење изолационог материјала. Изолациони материјали за ДЦ каблове треба да потисну акумулацију свемирског набоја, смање убризгавање просторних набоја сличног поларитета и ометају стварање просторних набоја различитог поларитета како би спречили изобличење електричног поља унутар изолације и интерфејса, обезбеђујући непромењену снагу квара и век трајања кабла.
Када ДЦ каблови остану у униполарном електричном пољу дужи период, електрони, јони и јонизација нечистоћа генерисани на материјалу електроде унутар изолације постају просторни набоји. Ова наелектрисања брзо мигрирају и акумулирају се у пакете пуњења, позната као акумулација просторног набоја. Стога, када се користи ПП у ДЦ кабловима, неопходне су модификације да би се сузбило стварање и акумулација наелектрисања.
4. Топлотна проводљивост
Због лоше топлотне проводљивости, топлота која се ствара током рада једносмерних каблова заснованих на ПП не може се брзо распршити, што доводи до температурних разлика између унутрашње и спољашње стране изолационог слоја, стварајући неуједначено температурно поље. Електрична проводљивост полимерних материјала расте са порастом температуре. Стога, спољна страна изолационог слоја са нижом проводљивошћу постаје склона акумулацији наелектрисања, што доводи до смањења интензитета електричног поља. Штавише, температурни градијенти изазивају убризгавање и миграцију великог броја свемирских наелектрисања, додатно изобличујући електрично поље. Што је већи температурни градијент, долази до више акумулације просторног набоја, појачавајући изобличење електричног поља. Као што је раније поменуто, висока температура, акумулација просторног набоја и изобличење електричног поља утичу на нормалан рад и радни век ДЦ каблова. Стога је побољшање топлотне проводљивости ПП неопходно да би се обезбедио сигуран рад и продужен радни век ДЦ каблова.
Време поста: Јан-04-2024