У цяперашні час шырока выкарыстоўваюццаізаляцыйны матэрыялДля кабеляў пастаяннага току выкарыстоўваецца поліэтылен. Аднак даследчыкі пастаянна шукаюць больш перспектыўныя ізаляцыйныя матэрыялы, такія як поліпрапілен (ПП). Тым не менш, выкарыстанне ПП у якасці ізаляцыйнага матэрыялу для кабеляў стварае шэраг праблем.
1. Механічныя ўласцівасці
Каб адпавядаць асноўным патрабаванням да транспарціроўкі, мантажу і эксплуатацыі кабеляў пастаяннага току, ізаляцыйны матэрыял павінен валодаць пэўнай механічнай трываласцю, у тым ліку добрай гнуткасцю, падаўжэннем пры разрыве і ўстойлівасцю да ўдараў пры нізкіх тэмпературах. Аднак поліпрапілен, як высокакрышталічны палімер, валодае цвёрдасцю ў межах працоўнага дыяпазону тэмператур. Акрамя таго, ён дэманструе далікатнасць і схільнасць да расколін у нізкатэмпературных умовах, не адпавядаючы гэтым умовам. Таму даследаванні павінны быць сканцэнтраваны на ўмацаванні і мадыфікацыі поліпрапілену для вырашэння гэтых праблем.
2. Устойлівасць да старэння
Падчас працяглага выкарыстання ізаляцыя кабеляў пастаяннага току паступова старэе з-за сумеснага ўздзеяння высокай напружанасці электрычнага поля і тэрмічных цыклаў. Гэта старэнне прыводзіць да зніжэння механічных і ізаляцыйных уласцівасцей, а таксама да зніжэння прабойнай трываласці, што ў канчатковым выніку ўплывае на надзейнасць і тэрмін службы кабеля. Старэнне ізаляцыі кабеляў уключае ў сябе механічныя, электрычныя, тэрмічныя і хімічныя аспекты, прычым найбольшую заклапочанасць выклікае электрычнае і тэрмічнае старэнне. Нягледзячы на тое, што даданне антыаксідантаў можа да пэўнай ступені палепшыць устойлівасць поліпрапілену да тэрмічнага акісляльнага старэння, дрэнная сумяшчальнасць паміж антыаксідантамі і поліпрапіленам, міграцыя і іх прымешкі ў якасці дабавак уплываюць на характарыстыкі ізаляцыі поліпрапілену. Такім чынам, спадзявацца выключна на антыаксіданты для паляпшэння ўстойлівасці поліпрапілену да старэння не можа задаволіць патрабаванні да тэрміну службы і надзейнасці ізаляцыі кабеляў пастаяннага току, што патрабуе далейшых даследаванняў па мадыфікацыі поліпрапілену.
3. Ізаляцыйныя характарыстыкі
Прасторавы зарад, як адзін з фактараў, якія ўплываюць на якасць і тэрмін службывысакавольтныя кабелі пастаяннага току, істотна ўплывае на лакальнае размеркаванне электрычнага поля, дыэлектрычную трываласць і старэнне ізаляцыйнага матэрыялу. Ізаляцыйныя матэрыялы для кабеляў пастаяннага току павінны падаўляць назапашванне аб'ёмнага зарада, памяншаць ін'екцыю аб'ёмных зарадаў аднапалярнай палярнасці і перашкаджаць генерацыі аб'ёмных зарадаў рознай палярнасці, каб прадухіліць скажэнне электрычнага поля ўнутры ізаляцыі і інтэрфейсаў, забяспечваючы нязменную прабойную трываласць і тэрмін службы кабеля.
Калі кабелі пастаяннага току знаходзяцца ў аднапалярным электрычным полі на працягу доўгага часу, электроны, іоны і іанізацыя прымесей, якія ўтвараюцца ў матэрыяле электрода ўнутры ізаляцыі, ператвараюцца ў прасторавыя зарады. Гэтыя зарады хутка мігруюць і назапашваюцца ў пакеты зарадаў, што вядома як назапашванне прасторавага зараду. Таму пры выкарыстанні поліпрапілену ў кабелях пастаяннага току неабходныя мадыфікацыі для падаўлення генерацыі і назапашвання зарада.
4. Цеплаправоднасць
З-за дрэннай цеплаправоднасці цяпло, якое выпрацоўваецца падчас працы кабеляў пастаяннага току на аснове поліпрапілену, не можа хутка рассейвацца, што прыводзіць да розніцы тэмператур паміж унутраным і вонкавым бакамі ізаляцыйнага пласта, ствараючы нераўнамернае тэмпературнае поле. Электраправоднасць палімерных матэрыялаў павялічваецца з павышэннем тэмпературы. Такім чынам, вонкавы бок ізаляцыйнага пласта з ніжэйшай праводнасцю становіцца схільным да назапашвання зарада, што прыводзіць да зніжэння напружанасці электрычнага поля. Больш за тое, градыенты тэмператур выклікаюць ін'екцыю і міграцыю вялікай колькасці прасторавых зарадаў, што яшчэ больш скажае электрычнае поле. Чым большы градыент тэмпературы, тым больш адбываецца назапашванне прасторавага зарада, што ўзмацняе скажэнне электрычнага поля. Як абмяркоўвалася раней, высокая тэмпература, назапашванне прасторавага зарада і скажэнне электрычнага поля ўплываюць на нармальную працу і тэрмін службы кабеляў пастаяннага току. Такім чынам, паляпшэнне цеплаправоднасці поліпрапілену неабходна для забеспячэння бяспечнай эксплуатацыі і падаўжэння тэрміну службы кабеляў пастаяннага току.
Час публікацыі: 04 студзеня 2024 г.