Şu anda yaygın olarak kullanılanyalıtım malzemesiDC kablolar için en uygun yalıtım malzemesi polietilendir. Ancak araştırmacılar, polipropilen (PP) gibi daha fazla potansiyel yalıtım malzemesi arayışındadır. Bununla birlikte, PP'yi kablo yalıtım malzemesi olarak kullanmak çeşitli sorunlar doğurmaktadır.
1. Mekanik Özellikler
DC kablolarının taşınması, montajı ve işletimi için temel gereksinimleri karşılamak üzere yalıtım malzemesi, iyi esneklik, kopma uzaması ve düşük sıcaklıkta darbe dayanımı gibi belirli mekanik dayanıma sahip olmalıdır. Ancak, yüksek kristalli bir polimer olan PP, çalışma sıcaklığı aralığında rijitlik gösterir. Ayrıca, düşük sıcaklık ortamlarında kırılganlık ve çatlamaya yatkınlık göstererek bu koşulları karşılayamaz. Bu nedenle, araştırmalar PP'nin bu sorunları gidermek için sertleştirilmesine ve modifiye edilmesine 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 eskime, mekanik ve yalıtım özelliklerinde azalmaya ve ayrıca bozulma mukavemetinde düşüşe yol açarak kablonun güvenilirliğini ve hizmet ömrünü etkiler. Kablo yalıtımının eskimesi mekanik, elektriksel, termal ve kimyasal yönleri içerir ve en endişe verici olanları elektriksel ve termal eskimedir. Antioksidan eklemek, PP'nin termal oksidatif yaşlanmaya karşı direncini bir dereceye kadar artırabilse de, antioksidanlar ile PP arasındaki zayıf uyumluluk, göç ve katkı maddesi olarak safsızlıkları PP'nin yalıtım performansını etkiler. Bu nedenle, PP'nin yaşlanma direncini artırmak için yalnızca antioksidanlara güvenmek, DC kablo yalıtımının kullanım ömrü ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayamaz ve bu da PP'yi modifiye etmek için daha fazla araştırma yapılmasını gerektirir.
3. Yalıtım Performansı
Uzay yükü, uzayın kalitesini ve ömrünü etkileyen faktörlerden biridir.yüksek gerilimli DC kabloları, yerel elektrik alan dağılımını, dielektrik dayanımını ve yalıtım malzemesinin eskimesini önemli ölçüde etkiler. DC kablolar için yalıtım malzemeleri, yalıtım ve arayüzler içindeki elektrik alan bozulmasını önlemek için uzay yükü birikimini bastırmalı, aynı kutuplu uzay yüklerinin enjeksiyonunu azaltmalı ve farklı kutuplu uzay yüklerinin oluşumunu engellemeli, böylece bozulma dayanımı ve kablo ömrü etkilenmemelidir.
DC kablolar uzun süre tek kutuplu bir elektrik alanında kaldığında, yalıtım içindeki elektrot malzemesinde oluşan elektronlar, iyonlar ve safsızlık iyonlaşması uzay yüklerine dönüşür. Bu yükler hızla göç ederek yük paketleri halinde birikir ve bu da uzay yükü birikimi olarak bilinir. Bu nedenle, DC kablolarda PP kullanıldığında, yük oluşumunu ve birikimini bastırmak için değişiklikler yapılması gerekir.
4. Isıl İletkenlik
Düşük ısı iletkenliği nedeniyle, PP bazlı DC kabloların çalışması sırasında oluşan ısı hızla dağılamaz ve bu da yalıtım katmanının iç ve dış yüzeyleri arasında sıcaklık farklarına ve dolayısıyla eşit olmayan bir sıcaklık alanına neden olur. Polimer malzemelerin elektriksel iletkenliği artan sıcaklıkla birlikte artar. Bu nedenle, düşük iletkenliğe sahip yalıtım katmanının dış yüzeyi yük birikimine eğilimli hale gelir ve bu da elektrik alan yoğunluğunun azalmasına yol açar. 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 meydana gelir ve bu da elektrik alan bozulmasını yoğunlaştırır. Daha önce de belirtildiği gibi, yüksek sıcaklık, uzay yükü birikimi ve elektrik alan bozulması, DC kablolarının normal çalışmasını ve hizmet ömrünü etkiler. Bu nedenle, DC kablolarının güvenli çalışmasını ve uzun hizmet ömrünü sağlamak için PP'nin ısı iletkenliğinin iyileştirilmesi gereklidir.
Gönderi zamanı: 04-01-2024