Actualmente, o usado habitualmentematerial de illamentoPara os cables DC é polietileno. Non obstante, os investigadores buscan continuamente materiais de illamento máis potenciais, como o polipropileno (PP). Non obstante, o uso de PP como material de illamento de cable presenta varios problemas.
1. Propiedades mecánicas
Para cumprir os requisitos básicos para o transporte, instalación e funcionamento de cables de corrente continua, o material de illamento debe posuír certa resistencia mecánica, incluída a boa flexibilidade, a alargación ao descanso e a resistencia de impacto de baixa temperatura. Non obstante, PP, como un polímero altamente cristalino, presenta rixidez dentro do seu rango de temperatura de traballo. Ademais, amosa a sustentabilidade e a susceptibilidade ao craqueo en ambientes a baixa temperatura, ao non cumprir estas condicións. Polo tanto, a investigación debe centrarse en endurecer e modificar o PP para tratar estes problemas.
2. Resistencia ao envellecemento
Durante o uso a longo prazo, o illamento de cable CC é gradualmente debido aos efectos combinados da alta intensidade do campo eléctrico e do ciclismo térmico. Este envellecemento leva a unha redución das propiedades mecánicas e de illamento, así como unha diminución da resistencia á ruptura, afectando ao final a fiabilidade e a vida útil do cable. O envellecemento do illamento por cable inclúe aspectos mecánicos, eléctricos, térmicos e químicos, sendo o envellecemento eléctrico e térmico o máis preocupante. Aínda que engadir antioxidantes pode mellorar a resistencia do PP ao envellecemento oxidativo térmico ata certo punto, a mala compatibilidade entre antioxidantes e PP, a migración e a súa impureza xa que os aditivos afectan o rendemento do illamento de PP. Polo tanto, confiar só en antioxidantes para mellorar a resistencia ao envellecemento do PP non pode cumprir os requisitos de vida e fiabilidade do illamento de cable DC, necesitando máis investigacións sobre a modificación do PP.
3. Rendemento do illamento
Carga espacial, como un dos factores que inflúen na calidade e na vida útil decables de CC de alta tensión, afecta significativamente a distribución local do campo eléctrico, a forza dieléctrica e o envellecemento dos materiais de illamento. Os materiais de illamento para os cables de corrente continua necesitan suprimir a acumulación de carga espacial, reducir a inxección de cargas espaciais de polaridade similares e dificultar a xeración de cargas espaciais a diferenza da polaridade para evitar a distorsión do campo eléctrico dentro do illamento e das interfaces, asegurando a forza de avaría e a vida útil do cable.
Cando os cables de corrente continua permanecen nun campo eléctrico unipolar durante un período prolongado, os electróns, ións e ionización de impureza xerados no material do electrodo dentro do illamento convértense en cargas espaciais. Estes cargos migran rapidamente e acumúlanse en paquetes de carga, coñecidos como a acumulación de carga espacial. Polo tanto, cando se usa PP en cables de corrente continua, 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 de cables de corrente continua baseada en PP non se pode disipar pronto, dando lugar a diferenzas de temperatura entre os lados internos e externos da capa de illamento, creando un campo de temperatura desigual. A condutividade eléctrica dos materiais de polímero aumenta co aumento das temperaturas. Polo tanto, o lado exterior da capa de illamento con menor condutividade faise propenso á acumulación de carga, dando lugar a unha intensidade de campo eléctrico reducida. Ademais, os gradientes de temperatura provocan a inxección e a migración dun gran número de cargos 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 corrente continua. Polo tanto, mellorar a condutividade térmica de PP é necesaria para garantir o funcionamento seguro e a vida útil prolongada dos cables de corrente continua.
Tempo de publicación: xaneiro-04-2024