Şu anda yaygın olarak kullanılanyalıtım malzemesiDC kablolar için yalıtım malzemesi genellikle polietilendir. Ancak araştırmacılar sürekli olarak polipropilen (PP) gibi daha potansiyel yalıtım malzemeleri arayışındadır. Yine de PP'nin kablo yalıtım malzemesi olarak kullanılması çeşitli sorunlar ortaya çıkarmaktadır.
1. Mekanik Özellikler
DC kabloların taşınması, montajı ve işletimi için temel gereksinimleri karşılamak üzere, yalıtım malzemesinin iyi esneklik, kopma uzaması ve düşük sıcaklık darbe direnci gibi belirli mekanik dayanımlara sahip olması gerekir. Bununla birlikte, yüksek kristalli bir polimer olan PP, çalışma sıcaklığı aralığında sertlik gösterir. Ayrıca, düşük sıcaklık ortamlarında kırılganlık ve çatlamaya yatkınlık göstererek bu koşulları karşılayamamaktadır. Bu nedenle, araştırmalar bu sorunları gidermek için PP'yi sertleştirmeye ve modifiye etmeye odaklanmalıdır.
2. Yaşlanmaya Karşı Direnç
Uzun süreli kullanımda, yüksek elektrik alan şiddeti ve termal döngülerin birleşik etkileri nedeniyle DC kablo izolasyonu kademeli olarak yaşlanır. Bu yaşlanma, mekanik ve izolasyon özelliklerinde azalmaya ve ayrıca kırılma dayanımında düşüşe yol açarak nihayetinde kablonun güvenilirliğini ve hizmet ömrünü etkiler. Kablo izolasyonunun yaşlanması mekanik, elektriksel, termal ve kimyasal yönleri içerir; elektriksel ve termal yaşlanma en endişe verici olanlardır. Antioksidanların eklenmesi PP'nin termal oksidatif yaşlanmaya karşı direncini belirli bir ölçüde artırabilse de, antioksidanlar ve PP arasındaki zayıf uyumluluk, migrasyon ve katkı maddesi olarak safsızlıkları PP'nin izolasyon performansını etkiler. Bu nedenle, PP'nin yaşlanma direncini artırmak için yalnızca antioksidanlara güvenmek, DC kablo izolasyonunun ömür ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayamaz ve PP'nin modifikasyonu konusunda daha fazla araştırma yapılmasını gerektirir.
3. Yalıtım Performansı
Uzay yükü, kaliteyi ve kullanım ömrünü etkileyen faktörlerden biridir.yüksek voltajlı DC kablolarıBu durum, yerel elektrik alan dağılımını, dielektrik dayanımını ve yalıtım malzemesinin yaşlanmasını önemli ölçüde etkiler. DC kablolar için yalıtım malzemelerinin, yalıtım ve arayüzler içindeki elektrik alan bozulmasını önlemek, böylece arıza dayanımının ve kablo ömrünün etkilenmemesini sağlamak için uzay yükü birikimini bastırması, aynı kutuplu uzay yüklerinin enjeksiyonunu azaltması ve zıt kutuplu uzay yüklerinin oluşumunu engellemesi gerekir.
DC kablolar uzun süre tek kutuplu bir elektrik alanında kaldığında, yalıtım malzemesi içindeki elektrot malzemesinde oluşan elektronlar, iyonlar ve safsızlık iyonlaşması uzay yüklerine dönüşür. Bu yükler hızla göç eder ve uzay yükü birikimi olarak bilinen yük paketleri halinde birikir. Bu nedenle, DC kablolarda PP kullanılırken, yük oluşumunu ve birikimini bastırmak için değişiklikler gereklidir.
4. Isı İletkenliği
Düşük ısı iletkenliği nedeniyle, PP bazlı DC kabloların çalışması sırasında oluşan ısı hızla dağılamaz, bu da yalıtım katmanının iç ve dış tarafları arasında sıcaklık farklarına ve düzensiz bir sıcaklık alanına yol açar. Polimer malzemelerin elektriksel iletkenliği, sıcaklık artışıyla birlikte artar. Bu nedenle, daha düşük iletkenliğe sahip yalıtım katmanının dış tarafı, yük birikimine daha yatkın hale gelir ve bu da elektrik alan şiddetinin azalmasına neden olur. Dahası, sıcaklık gradyanları, çok sayıda uzay yükünün enjeksiyonuna ve göçüne neden olarak elektrik alanını daha da bozar. Sıcaklık gradyanı ne kadar büyükse, o kadar fazla uzay yükü birikimi olur ve elektrik alan bozulması o kadar yoğunlaşır. Daha önce de belirtildiği gibi, yüksek sıcaklık, uzay yükü birikimi ve elektrik alan bozulması, DC kabloların normal çalışmasını ve hizmet ömrünü etkiler. Bu nedenle, DC kabloların güvenli çalışmasını ve uzun hizmet ömrünü sağlamak için PP'nin ısı iletkenliğinin iyileştirilmesi gereklidir.
Yayın tarihi: 04 Ocak 2024