Şu anda yaygın olarak kullanılanyalıtım malzemesiDC kablolar için polietilendir. Ancak araştırmacılar sürekli olarak polipropilen (PP) gibi daha fazla potansiyel yalıtım malzemesi arayışındadır. Bununla birlikte, PP'nin kablo yalıtım malzemesi olarak kullanılması birçok sorunu beraberinde getirir.
1. Mekanik Özellikler
DC kabloların taşınması, kurulumu ve çalıştırılmasına ilişkin temel gereksinimleri karşılamak için yalıtım malzemesinin, iyi esneklik, kopmada uzama ve düşük sıcaklıktaki darbe direnci dahil olmak üzere belirli mekanik dayanıma sahip olması gerekir. Bununla birlikte PP, oldukça kristalli bir polimer olarak, çalışma sıcaklığı aralığında sertlik sergiler. Ayrıca düşük sıcaklıktaki ortamlarda bu koşulları sağlayamayarak kırılganlık ve çatlamaya yatkınlık gösterir. Bu nedenle araştırma, bu sorunları çözmek için PP'yi güçlendirmeye ve değiştirmeye odaklanmalıdır.
2. Yaşlanma Direnci
Uzun süreli kullanım sırasında, yüksek elektrik alan şiddeti ve termal döngünün birleşik etkileri nedeniyle DC kablo yalıtımı giderek eskir. Bu yaşlanma, mekanik ve yalıtım özelliklerinde azalmaya ve aynı zamanda kırılma mukavemetinde azalmaya yol açarak sonuçta kablonun güvenilirliğini ve hizmet ömrünü etkiler. Kablo izolasyonunun yaşlanması mekanik, elektriksel, termal ve kimyasal hususları içerir; elektriksel ve termal yaşlanma en çok endişe verici olanlardır. Antioksidanların eklenmesi, PP'nin termal oksidatif yaşlanmaya karşı direncini bir dereceye kadar artırabilse de, antioksidanlar ve PP arasındaki zayıf uyumluluk, migrasyon ve bunların katkı maddeleri olarak safsızlıkları, PP'nin yalıtım performansını etkiler. Bu nedenle, PP'nin yaşlanma direncini geliştirmek için yalnızca antioksidanlara güvenmek, DC kablo yalıtımının kullanım ömrü ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayamaz ve PP'nin değiştirilmesi konusunda daha fazla araştırma yapılmasını gerektirir.
3. Yalıtım Performansı
Kaliteyi ve ömrünü etkileyen faktörlerden biri olan alan yüküyüksek gerilim DC kablolarıyerel elektrik alanı dağılımını, dielektrik dayanımını ve yalıtım malzemesinin eskimesini önemli ölçüde etkiler. DC kablolara yönelik yalıtım malzemelerinin, izolasyon ve arayüzler içindeki elektrik alanı distorsiyonunu önlemek için alan yükünün birikmesini baskılaması, benzer kutuplu alan yüklerinin enjeksiyonunu azaltması ve farklı kutuplu alan yüklerinin oluşumunu engellemesi gerekir; bu da etkilenmemiş arıza mukavemeti sağlar ve kablo ömrü.
DC kablolar uzun süre tek kutuplu bir elektrik alanında kaldığında, yalıtım içindeki elektrot malzemesinde üretilen elektronlar, iyonlar ve yabancı madde iyonizasyonu uzay yükleri haline gelir. Bu yükler hızla hareket eder ve alan yükü birikimi olarak bilinen yük paketlerine birikir. Bu nedenle, DC kablolarda PP kullanıldığında, şarj oluşumunu ve birikimini baskılayacak değişiklikler yapılması gerekir.
4. Isıl İletkenlik
Zayıf ısı iletkenliği nedeniyle, PP bazlı DC kabloların çalışması sırasında oluşan ısı hemen dağılamaz, bu da yalıtım katmanının iç ve dış tarafları arasında sıcaklık farklılıklarına neden olarak eşit olmayan bir sıcaklık alanı oluşturur. Polimer malzemelerin elektriksel iletkenliği artan sıcaklıklarla artar. Bu nedenle, yalıtım katmanının daha düşük iletkenliğe sahip dış tarafı yük birikmesine yatkın hale gelir ve bu da elektrik alan yoğunluğunun azalmasına yol açar. Dahası, sıcaklık gradyanları çok sayıda uzay yükünün enjeksiyonuna ve yer değiştirmesine neden olarak elektrik alanını daha da bozar. Sıcaklık gradyanı ne kadar büyük olursa, uzay yükü birikimi de o kadar fazla meydana gelir ve bu da elektrik alanı distorsiyonunu şiddetlendirir. Daha önce tartışıldığı gibi, yüksek sıcaklık, alan yükü birikimi ve elektrik alanı bozulması, DC kabloların normal çalışmasını ve servis ömrünü etkiler. Bu nedenle, DC kabloların güvenli çalışmasını ve uzun servis ömrünü sağlamak için PP'nin termal iletkenliğinin iyileştirilmesi gereklidir.
Gönderim zamanı: Ocak-04-2024