Во моментов, најчесто користенитеизолациски материјалза еднонасочни кабли е полиетилен. Сепак, истражувачите постојано бараат попотенцијални изолациски материјали, како што е полипропилен (PP). Сепак, употребата на PP како материјал за изолација на кабли претставува неколку проблеми.
1. Механички својства
За да се исполнат основните барања за транспорт, инсталација и работа на еднонасочни кабли, изолациониот материјал мора да поседува одредена механичка цврстина, вклучувајќи добра флексибилност, издолжување при кинење и отпорност на удар на ниски температури. Сепак, PP, како висококристален полимер, покажува цврстина во рамките на својот работен температурен опсег. Дополнително, тој покажува кршливост и подложност на пукање во ниски температури, не исполнувајќи ги овие услови. Затоа, истражувањето мора да се фокусира на зацврстување и модифицирање на PP за да се решат овие проблеми.
2. Отпорност на стареење
За време на долготрајна употреба, изолацијата на еднонасочниот кабел постепено старее поради комбинираните ефекти од високиот интензитет на електричното поле и термичкото циклирање. Ова стареење води до намалување на механичките и изолациските својства, како и до намалување на јачината на дефектот, што во крајна линија влијае на сигурноста и работниот век на кабелот. Стареењето на изолацијата на кабелот вклучува механички, електрични, термички и хемиски аспекти, при што електричното и термичкото стареење се најзагрижувачки. Иако додавањето антиоксиданси може да ја подобри отпорноста на полипропиленот (PP) на термичко оксидативно стареење до одреден степен, слабата компатибилност помеѓу антиоксидансите и PP, миграцијата и нивните нечистотии како адитиви влијаат на изолациските перформанси на PP. Затоа, потпирањето само на антиоксиданси за подобрување на отпорноста на стареење на PP не може да ги исполни барањата за животен век и сигурност на изолацијата на еднонасочниот кабел, што бара понатамошни истражувања за модификација на PP.
3. Перформанси на изолација
Просторен полнеж, како еден од факторите што влијаат на квалитетот и животниот век нависоконапонски еднонасочни кабли, значително влијае на локалната распределба на електричното поле, диелектричната јачина и стареењето на изолациониот материјал. Изолационите материјали за кабли со еднонасочна струја треба да ја потиснат акумулацијата на просторен полнеж, да го намалат вбризгувањето на просторни полнежи со сличен поларитет и да го спречат генерирањето на просторни полнежи со различен поларитет за да се спречи дисторзија на електричното поле во изолацијата и интерфејсите, обезбедувајќи непроменета јачина на дефект и животен век на кабелот.
Кога еднонасочните кабли остануваат во униполарно електрично поле подолг период, електроните, јоните и јонизацијата на нечистотиите генерирани на материјалот на електродата во изолацијата стануваат просторни полнежи. Овие полнежи брзо мигрираат и се акумулираат во пакети на полнежи, познато како акумулација на просторен полнеж. Затоа, кога се користи полипропилен (PP) во еднонасочни кабли, потребни се модификации за да се потисне генерирањето и акумулацијата на полнеж.
4. Топлинска спроводливост
Поради слабата топлинска спроводливост, топлината генерирана за време на работата на еднонасочните кабли базирани на PP не може брзо да се распрсне, што резултира со температурни разлики помеѓу внатрешната и надворешната страна на изолациониот слој, создавајќи нерамномерно температурно поле. Електричната спроводливост на полимерните материјали се зголемува со зголемување на температурите. Затоа, надворешната страна на изолациониот слој со помала спроводливост станува склона кон акумулација на полнеж, што доведува до намален интензитет на електричното поле. Покрај тоа, температурните градиенти предизвикуваат вбризгување и миграција на голем број просторни полнежи, дополнително искривувајќи го електричното поле. Колку е поголем температурниот градиент, толку повеќе се јавува акумулација на просторни полнежи, интензивирајќи ја дисторзијата на електричното поле. Како што беше дискутирано претходно, високата температура, акумулацијата на просторни полнежи и дисторзијата на електричното поле влијаат на нормалното работење и работниот век на еднонасочните кабли. Оттука, подобрувањето на топлинската спроводливост на PP е неопходно за да се обезбеди безбедно работење и продолжен работен век на еднонасочните кабли.
Време на објавување: 04.01.2024