Şu anda yaygın olarak kullanılanyalıtım malzemesiDC kablolar için polietilendir. Ancak araştırmacılar sürekli olarak polipropilen (PP) gibi daha fazla potansiyel yalıtım malzemesi aramaktadır. Yine de PP'yi kablo yalıtım malzemesi olarak kullanmak birkaç sorun ortaya çıkarmaktadır.
1. Mekanik Özellikler
DC kablolarının taşınması, kurulumu ve çalıştırılması için temel gereksinimleri karşılamak için yalıtım malzemesinin iyi esneklik, kopma uzaması ve düşük sıcaklıkta darbe direnci gibi belirli mekanik mukavemete sahip olması gerekir. Ancak, yüksek kristalli bir polimer olan PP, çalışma sıcaklığı aralığında sertlik gösterir. Ek olarak, düşük sıcaklık ortamlarında kırılganlık ve çatlamaya karşı duyarlılık gösterir ve bu koşulları karşılayamaz. Bu nedenle, araştırma bu sorunları ele almak için PP'yi sertleştirmeye ve değiştirmeye odaklanmalıdır.
2. Yaşlanmaya Karşı Direnç
Uzun süreli kullanımda, DC kablo yalıtımı yüksek elektrik alan yoğunluğu ve termal döngünün birleşik etkileri nedeniyle kademeli olarak eskir. Bu yaşlanma, mekanik ve yalıtım özelliklerinde bir azalmaya ve ayrıca bozulma mukavemetinde bir azalmaya yol açar ve nihayetinde kablonun güvenilirliğini ve hizmet ömrünü etkiler. Kablo yalıtımının yaşlanması, mekanik, elektriksel, termal ve kimyasal yönleri içerir ve 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, göç ve katkı maddesi olarak safsızlıkları PP'nin yalıtım performansını etkiler. Bu nedenle, PP'nin yaşlanma direncini iyileştirmek için yalnızca antioksidanlara güvenmek, DC kablo yalıtımının kullanım ömrü ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayamaz ve PP'yi değiştirmek için daha fazla araştırma yapılmasını gerektirir.
3. Yalıtım Performansı
Uzay yükü, uzayın kalitesini ve ömrünü etkileyen faktörlerden biridir.yüksek gerilimli DC kabloları, yerel elektrik alanı dağılımını, dielektrik dayanımını ve yalıtım malzemesinin eskimesini önemli ölçüde etkiler. DC kablolar için yalıtım malzemelerinin, yalıtım ve arayüzler içindeki elektrik alanı bozulmasını önlemek için uzay yükünün birikimini bastırması, benzer kutuplu uzay yüklerinin enjeksiyonunu azaltması ve farklı kutuplu uzay yüklerinin oluşumunu engellemesi gerekir, böylece bozulma dayanımı ve kablo ömrü etkilenmez.
DC kablolar uzun bir süre tek kutuplu bir elektrik alanında kaldığında, yalıtım içindeki elektrot malzemesinde üretilen elektronlar, iyonlar ve safsızlık iyonizasyonu uzay yükleri haline gelir. Bu yükler hızla göç eder ve uzay yükü birikimi olarak bilinen yük paketlerine birikir. Bu nedenle, DC kablolarda PP kullanıldığında, yük oluşumunu ve birikimini bastırmak için değişiklikler gereklidir.
4. Isıl İletkenlik
Zayıf termal iletkenlik nedeniyle, PP tabanlı DC kabloların çalışması sırasında oluşan ısı derhal dağılamaz ve bu da yalıtım tabakasının iç ve dış tarafları arasında sıcaklık farklarına neden olarak düzensiz bir sıcaklık alanı yaratır. Polimer malzemelerin elektriksel iletkenliği artan sıcaklıklarla birlikte artar. Bu nedenle, daha düşük iletkenliğe sahip yalıtım tabakasının dış tarafı yük birikimine eğilimli hale gelir ve bu da elektrik alan yoğunluğunun azalmasına neden olur. Dahası, sıcaklık gradyanları çok sayıda uzay yükünün enjekte edilmesine ve göç etmesine neden olarak elektrik alanını daha da bozar. Sıcaklık gradyanı ne kadar büyükse, o kadar fazla uzay yükü birikimi meydana gelir ve elektrik alanı bozulmasını yoğunlaştırır. Daha önce tartışıldığı gibi, yüksek sıcaklık, uzay yükü birikimi ve elektrik alanı bozulması DC kablolarının normal çalışmasını ve hizmet ömrünü etkiler. Bu nedenle, DC kablolarının güvenli çalışmasını ve uzun hizmet ömrünü sağlamak için PP'nin termal iletkenliğini iyileştirmek gerekir.
Gönderi zamanı: 04-Oca-2024