Actualmente, o de uso habitualmaterial de illamentopara cables de CC é polietileno. Non obstante, os investigadores buscan continuamente máis materiais illantes potenciais, como o polipropileno (PP). Non obstante, o uso de PP como material de illamento de cables presenta varios problemas.
1. Propiedades mecánicas
Para cumprir os requisitos básicos para o transporte, instalación e operación de cables de CC, o material de illamento debe posuír certa resistencia mecánica, incluíndo boa flexibilidade, alongamento á rotura e resistencia ao impacto a baixa temperatura. Non obstante, o PP, como un polímero altamente cristalino, presenta rixidez dentro do seu intervalo de temperatura de traballo. Ademais, amosa fraxilidade e susceptibilidade ao rachadura en ambientes de baixa temperatura, sen cumprir estas condicións. Polo tanto, a investigación debe centrarse en endurecer e modificar o PP para abordar estas cuestións.
2. Resistencia ao envellecemento
Durante o uso a longo prazo, o illamento do cable de CC envellece gradualmente debido aos efectos combinados da alta intensidade do campo eléctrico e do ciclo térmico. Este envellecemento leva a unha redución das propiedades mecánicas e de illamento, así como unha diminución da resistencia á rotura, afectando finalmente a fiabilidade e a vida útil do cable. O envellecemento do illamento dos cables inclúe aspectos mecánicos, eléctricos, térmicos e químicos, sendo o envellecemento eléctrico e térmico os máis preocupantes. Aínda que engadir antioxidantes pode mellorar en certa medida a resistencia do PP ao envellecemento oxidativo térmico, a mala compatibilidade entre antioxidantes e PP, a migración e a súa impureza como aditivos afectan o rendemento de illamento do PP. Polo tanto, confiar unicamente en antioxidantes para mellorar a resistencia ao envellecemento do PP non pode satisfacer os requisitos de vida útil e fiabilidade do illamento do cable de CC, polo que é necesario investigar máis sobre a modificación do PP.
3. Rendemento do illamento
Carga espacial, como un dos factores que inflúen na calidade e na vida útil dascables de CC de alta tensión, afecta significativamente a distribución local do campo eléctrico, a rigidez dieléctrica e o envellecemento do material de illamento. Os materiais de illamento dos cables de CC deben suprimir a acumulación de carga espacial, reducir a inxección de cargas espaciais de polaridade similar e dificultar a xeración de cargas espaciais de polaridade diferente para evitar a distorsión do campo eléctrico dentro do illamento e das interfaces, garantindo a forza de ruptura non afectada e vida útil do cable.
Cando os cables de CC permanecen nun campo eléctrico unipolar durante un período prolongado, os electróns, ións e ionización de impurezas xerados no material do electrodo dentro do illamento convértense en cargas espaciais. Estas cargas migran rapidamente e acumúlanse en paquetes de carga, coñecida como acumulación de carga espacial. Polo tanto, cando se usa PP en cables de CC, son necesarias modificacións para suprimir a xeración e acumulación de carga.
4. Condutividade térmica
Debido á mala condutividade térmica, a calor xerada durante o funcionamento dos cables de CC baseados en PP non se pode disipar rapidamente, o que provoca diferenzas de temperatura entre os lados interior e exterior da capa de illamento, creando un campo de temperatura irregular. A condutividade eléctrica dos materiais poliméricos aumenta co aumento da temperatura. Polo tanto, o lado exterior da capa de illamento con menor condutividade faise propenso á acumulación de carga, o que provoca unha redución da intensidade do campo eléctrico. Ademais, os gradientes de temperatura provocan a inxección e migración dunha gran cantidade de cargas espaciais, distorsionando aínda máis o campo eléctrico. Canto maior sexa o gradiente de temperatura, máis acumulación de carga espacial se produce, intensificando a distorsión do campo eléctrico. Como se comentou anteriormente, a alta temperatura, a acumulación de carga espacial e a distorsión do campo eléctrico afectan o funcionamento normal e a vida útil dos cables de CC. Polo tanto, é necesario mellorar a condutividade térmica do PP para garantir o funcionamento seguro e a vida útil prolongada dos cables de CC.
Hora de publicación: 04-xan-2024