Praegu tavaliselt kasutatavisolatsioonimaterjalalalisvoolukaablite jaoks on polüetüleen. Teadlased otsivad aga pidevalt rohkem potentsiaalseid isolatsioonimaterjale, nagu polüpropüleen (PP). Sellegipoolest tekitab PP kasutamine kaabli isolatsioonimaterjalina mitmeid probleeme.
1. Mehaanilised omadused
Alalisvoolukaablite transportimise, paigaldamise ja kasutamise põhinõuete täitmiseks peab isolatsioonimaterjalil olema teatav mehaaniline tugevus, sealhulgas hea painduvus, purunemispikenemine ja löögikindlus madalal temperatuuril. Siiski on PP kui väga kristalne polümeer oma töötemperatuuri vahemikus jäikus. Lisaks näitab see nõrkust ja vastuvõtlikkust pragunemisele madala temperatuuriga keskkondades, mis ei vasta nendele tingimustele. Seetõttu peavad uuringud nende probleemide lahendamiseks keskenduma PP karmistamisele ja muutmisele.
2. Vananemiskindlus
Pikaajalisel kasutamisel vananeb alalisvoolukaabli isolatsioon järk-järgult suure elektrivälja intensiivsuse ja termilise tsükli koosmõju tõttu. See vananemine toob kaasa mehaaniliste ja isolatsiooniomaduste vähenemise, samuti läbilöögitugevuse vähenemise, mis lõpuks mõjutab kaabli töökindlust ja kasutusiga. Kaabli isolatsiooni vananemine hõlmab mehaanilisi, elektrilisi, termilisi ja keemilisi aspekte, kusjuures elektriline ja termiline vananemine on kõige murettekitavam. Kuigi antioksüdantide lisamine võib teatud määral parandada PP vastupidavust termilise oksüdatiivse vananemise suhtes, mõjutab antioksüdantide ja PP halb ühilduvus, migratsioon ja nende lisandid PP isolatsioonivõimet. Seetõttu ei saa PP vananemiskindluse parandamiseks ainult antioksüdantidele tuginemine täita alalisvoolukaabli isolatsiooni eluea ja töökindluse nõudeid, mistõttu on vaja täiendavaid uuringuid PP muutmise kohta.
3. Isolatsiooni jõudlus
Ruumilaeng kui üks kvaliteeti ja eluiga mõjutavaid tegureidkõrgepinge alalisvoolu kaablid, mõjutab oluliselt kohalikku elektrivälja jaotust, dielektrilist tugevust ja isolatsioonimaterjali vananemist. Alalisvoolukaablite isolatsioonimaterjalid peavad pärssima ruumilaengu akumuleerumist, vähendama sarnase polaarsusega ruumilaengute sissepritse ja takistama erineva polaarsusega ruumilaengute teket, et vältida elektrivälja moonutusi isolatsioonis ja liidestes, tagades muutumatu läbilöögitugevuse ja kaabli eluiga.
Kui alalisvoolukaablid jäävad unipolaarsesse elektrivälja pikemaks ajaks, muutuvad isolatsioonis oleva elektroodi materjalis tekkivad elektronid, ioonid ja lisandite ionisatsioon ruumilaenguteks. Need laengud migreeruvad kiiresti ja akumuleeruvad laengupakettideks, mida nimetatakse ruumilaengu akumulatsiooniks. Seetõttu on PP kasutamisel alalisvoolukaablites vaja muudatusi, et summutada laengu teket ja akumuleerumist.
4. Soojusjuhtivus
Halva soojusjuhtivuse tõttu ei saa PP-põhiste alalisvoolukaablite töö käigus tekkiv soojus kiiresti hajuda, mille tulemuseks on isolatsioonikihi sise- ja väliskülje temperatuuride erinevused, mis tekitavad ebaühtlase temperatuurivälja. Polümeermaterjalide elektrijuhtivus suureneb temperatuuri tõustes. Seetõttu muutub madalama juhtivusega isolatsioonikihi väliskülg laengu akumuleerumiseks, mis põhjustab elektrivälja intensiivsuse vähenemist. Lisaks põhjustavad temperatuurigradiendid suure hulga ruumilaengute süstimist ja migratsiooni, moonutades elektrivälja veelgi. Mida suurem on temperatuurigradient, seda rohkem toimub ruumilaengu kogunemine, intensiivistades elektrivälja moonutusi. Nagu varem mainitud, mõjutavad kõrge temperatuur, ruumilaengu kogunemine ja elektrivälja moonutused alalisvoolukaablite normaalset tööd ja kasutusiga. Seetõttu on PP soojusjuhtivuse parandamine vajalik, et tagada alalisvoolukaablite ohutu töö ja pikem kasutusiga.
Postitusaeg: jaanuar 04-2024