Trenutno se najčešće koristiizolacijski materijalza DC kablove je polietilen. Međutim, istraživači kontinuirano traže više potencijalnih izolacijskih materijala, kao što je polipropilen (PP). Ipak, korištenje PP-a kao materijala za izolaciju kablova predstavlja nekoliko problema.
1. Mehanička svojstva
Da bi se ispunili osnovni zahtjevi za transport, ugradnju i rad jednosmjernih kablova, izolacijski materijal mora posjedovati određenu mehaničku čvrstoću, uključujući dobru fleksibilnost, izduženje pri kidanju i otpornost na udare pri niskim temperaturama. Međutim, PP, kao visoko kristalni polimer, pokazuje krutost u opsegu radne temperature. Osim toga, pokazuje krtost i podložnost pucanju u okruženjima s niskim temperaturama, ne ispunjavajući ove uvjete. Stoga se istraživanje mora fokusirati na pooštravanje i modificiranje PP kako bi se riješila ova pitanja.
2. Otpornost na starenje
Tokom dugotrajne upotrebe, izolacija DC kablova postepeno stari zbog kombinovanih efekata visokog intenziteta električnog polja i termičkog ciklusa. Ovo starenje dovodi do smanjenja mehaničkih i izolacijskih svojstava, kao i do smanjenja otpornosti na proboj, što u konačnici utiče na pouzdanost i vijek trajanja kabela. Starenje izolacije kablova uključuje mehaničke, električne, termičke i hemijske aspekte, pri čemu je električno i termalno starenje najviše zabrinjavajuće. Iako dodavanje antioksidansa može poboljšati otpornost PP na termalno oksidativno starenje u određenoj mjeri, loša kompatibilnost između antioksidansa i PP, migracija i njihova nečistoća kao aditiva utječu na performanse izolacije PP-a. Stoga, isključivo oslanjanje na antioksidanse za poboljšanje otpornosti PP na starenje ne može ispuniti zahtjeve za životnim vijekom i pouzdanošću izolacije DC kablova, što zahtijeva daljnja istraživanja o modificiranju PP-a.
3. Performanse izolacije
Prostorni naboj, kao jedan od faktora koji utječe na kvalitetu i vijek trajanjavisokonaponski DC kablovi, značajno utiče na lokalnu distribuciju električnog polja, dielektričnu čvrstoću i starenje izolacionog materijala. Izolacijski materijali za jednosmjerne kabele moraju suzbiti nakupljanje prostornog naboja, smanjiti ubrizgavanje prostornih naboja sličnog polariteta i spriječiti stvaranje prostornih naboja različitog polariteta kako bi spriječili izobličenje električnog polja unutar izolacije i sučelja, osiguravajući nepromijenjenu snagu proboja i vek trajanja kabla.
Kada DC kablovi ostanu u unipolarnom električnom polju duži period, elektroni, ioni i ionizacija nečistoća nastali na materijalu elektrode unutar izolacije postaju prostorni naboji. Ovi naboji brzo migriraju i akumuliraju se u pakete naboja, poznato kao akumulacija prostornog naboja. Stoga, kada se koristi PP u DC kablovima, potrebne su modifikacije kako bi se spriječilo stvaranje i akumulacija naelektrisanja.
4. Toplotna provodljivost
Zbog loše toplotne provodljivosti, toplota koja se stvara tokom rada PP DC kablova ne može se brzo raspršiti, što dovodi do temperaturnih razlika između unutrašnje i spoljašnje strane izolacionog sloja, stvarajući neujednačeno temperaturno polje. Električna provodljivost polimernih materijala raste s porastom temperature. Stoga, vanjska strana izolacijskog sloja s nižom provodljivošću postaje sklona akumulaciji naboja, što dovodi do smanjenog intenziteta električnog polja. Štaviše, temperaturni gradijenti uzrokuju ubrizgavanje i migraciju velikog broja prostornih naboja, dodatno izobličujući električno polje. Što je veći temperaturni gradijent, dolazi do više akumulacije prostornog naboja, pojačavajući izobličenje električnog polja. Kao što je ranije spomenuto, visoka temperatura, akumulacija prostornog naboja i izobličenje električnog polja utječu na normalan rad i vijek trajanja DC kablova. Stoga je poboljšanje toplinske provodljivosti PP neophodno kako bi se osigurao siguran rad i produžen vijek trajanja jednosmjernih kablova.
Vrijeme objave: Jan-04-2024