Praegu kasutatakse tavaliseltisolatsioonimaterjalAlalisvoolukaablite isolatsioonimaterjaliks on polüetüleen. Teadlased otsivad aga pidevalt uusi potentsiaalseid isolatsioonimaterjale, näiteks polüpropüleeni (PP). Sellest hoolimata tekitab PP kasutamine kaabliisolatsioonimaterjalina mitmeid probleeme.
1. Mehaanilised omadused
Alalisvoolukaablite transpordi, paigaldamise ja käitamise põhinõuete täitmiseks peab isolatsioonimaterjalil olema teatud mehaaniline tugevus, sealhulgas hea paindlikkus, katkevenivus ja madala temperatuuriga löögikindlus. PP kui väga kristalliline polümeer on aga oma töötemperatuuri vahemikus jäik. Lisaks on see madala temperatuuriga keskkonnas rabe ja pragunemisaltid, mis ei vasta neile tingimustele. Seetõttu peavad uuringud keskenduma PP karastamisele ja modifitseerimisele, et neid probleeme lahendada.
2. Vananemiskindlus
Pikaajalise kasutamise käigus vananeb alalisvoolukaabli isolatsioon järk-järgult suure elektrivälja intensiivsuse ja termilise tsüklilisuse koosmõjul. See vananemine viib mehaaniliste ja isolatsiooniomaduste halvenemiseni, samuti läbilöögitugevuse vähenemiseni, mis mõjutab lõppkokkuvõttes kaabli töökindlust ja kasutusiga. Kaabli isolatsiooni vananemine hõlmab mehaanilisi, elektrilisi, termilisi ja keemilisi aspekte, millest elektriline ja termiline vananemine on kõige murettekitavamad. Kuigi antioksüdantide lisamine võib teatud määral parandada PP vastupidavust termilisele oksüdatiivsele vananemisele, mõjutavad antioksüdantide ja PP halb ühilduvus, migratsioon ja nende lisanditena esinemine PP isolatsiooniomadusi. Seetõttu ei saa PP vananemiskindluse parandamiseks ainult antioksüdantidele lootmine täita alalisvoolukaabli isolatsiooni eluea ja töökindluse nõudeid, mis nõuab edasist uurimistööd PP modifitseerimise kohta.
3. Isolatsiooniomadused
Ruumilaeng kui üks kvaliteeti ja eluiga mõjutavaid tegureidkõrgepinge alalisvoolukaablid, mõjutab oluliselt lokaalset elektrivälja jaotust, dielektrilist tugevust ja isolatsioonimaterjali vananemist. Alalisvoolukaablite isolatsioonimaterjalid peavad pärssima ruumlaengute kogunemist, vähendama samapolaarsusega ruumlaengute süstimist ja takistama erinevapolaarsusega ruumlaengute teket, et vältida elektrivälja moonutusi isolatsioonis ja liidestes, tagades mõjutamata läbilöögitugevuse ja kaabli eluea.
Kui alalisvoolukaablid jäävad pikemaks ajaks unipolaarsesse elektrivälja, muutuvad isolatsiooni sees oleva elektroodimaterjali juures tekkivad elektronid, ioonid ja lisandite ionisatsioon ruumlaenguteks. Need laengud migreeruvad kiiresti ja akumuleeruvad laengupakettideks, mida nimetatakse ruumlaengu akumuleerumiseks. Seetõttu on PP kasutamisel alalisvoolukaablites vaja modifikatsioone, et vähendada laengute teket ja akumuleerumist.
4. Soojusjuhtivus
Halva soojusjuhtivuse tõttu ei saa PP-põhiste alalisvoolukaablite töötamise ajal tekkiv soojus kiiresti hajuda, mille tulemuseks on temperatuurierinevused isolatsioonikihi sise- ja väliskülje vahel, luues ebaühtlase temperatuurivälja. Polümeermaterjalide elektrijuhtivus suureneb temperatuuri tõustes. Seetõttu muutub madalama juhtivusega isolatsioonikihi väliskülg altid laengute akumuleerumisele, mis viib elektrivälja intensiivsuse vähenemiseni. Lisaks põhjustavad temperatuurigradiendid suure hulga ruumlaengute sissepritse ja migratsiooni, mis moonutab elektrivälja veelgi. Mida suurem on temperatuurigradient, seda rohkem ruumlaenguid akumuleerub, mis intensiivistab elektrivälja moonutusi. Nagu varem mainitud, mõjutavad kõrge temperatuur, ruumlaengu akumuleerumine ja elektrivälja moonutused alalisvoolukaablite normaalset töötamist ja kasutusiga. Seega on PP soojusjuhtivuse parandamine vajalik alalisvoolukaablite ohutu töötamise ja pikaajalise töö tagamiseks.
Postituse aeg: 04.01.2024