Hiện tại, thường được sử dụngvật liệu cách nhiệtĐối với cáp DC là polyetylen. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đang liên tục tìm kiếm nhiều vật liệu cách nhiệt tiềm năng hơn, chẳng hạn như polypropylen (PP). Tuy nhiên, sử dụng PP làm vật liệu cách nhiệt cáp trình bày một số vấn đề.
1. Tính chất cơ học
Để đáp ứng các yêu cầu cơ bản cho việc vận chuyển, lắp đặt và vận hành cáp DC, vật liệu cách nhiệt phải có sức mạnh cơ học nhất định, bao gồm tính linh hoạt tốt, độ giãn dài khi vỡ và khả năng chống va chạm ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, pp, như một polymer tinh thể cao, thể hiện sự cứng nhắc trong phạm vi nhiệt độ làm việc của nó. Ngoài ra, nó cho thấy độ giòn và tính nhạy cảm trong việc bẻ khóa trong môi trường nhiệt độ thấp, không đáp ứng các điều kiện này. Do đó, nghiên cứu phải tập trung vào việc tăng cường và sửa đổi PP để giải quyết các vấn đề này.
2. Kháng lão hóa
Trong quá trình sử dụng lâu dài, cách điện cáp DC dần dần do các tác động kết hợp của cường độ điện trường cao và đạp xe nhiệt. Sự lão hóa này dẫn đến việc giảm các đặc tính cơ học và cách nhiệt, cũng như giảm cường độ phân tích, cuối cùng ảnh hưởng đến độ tin cậy và tuổi thọ dịch vụ của cáp. Lão hóa cách nhiệt bao gồm các khía cạnh cơ học, điện, nhiệt và hóa học, với lão hóa điện và nhiệt là liên quan nhất. Mặc dù việc bổ sung chất chống oxy hóa có thể cải thiện khả năng kháng của PP đối với lão hóa oxy hóa nhiệt ở một mức độ nhất định, khả năng tương thích kém giữa chất chống oxy hóa và PP, di chuyển và tạp chất của chúng vì các chất phụ gia ảnh hưởng đến hiệu suất cách nhiệt của PP. Do đó, chỉ dựa vào chất chống oxy hóa để cải thiện khả năng chống lão hóa của PP không thể đáp ứng các yêu cầu về tuổi thọ và độ tin cậy của cách điện cáp DC, đòi hỏi phải nghiên cứu thêm về sửa đổi PP.
3. Hiệu suất cách nhiệt
Phí không gian, là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và tuổi thọ củaCáp DC điện áp cao, tác động đáng kể đến sự phân bố điện trường địa phương, cường độ điện môi và lão hóa vật liệu cách nhiệt. Vật liệu cách nhiệt cho cáp DC cần phải ngăn chặn sự tích lũy của điện tích không gian, giảm việc tiêm các điện tích không gian phân cực như và cản trở việc tạo ra các điện tích không gian không giống nhau để ngăn chặn sự biến dạng điện trường trong vật liệu cách nhiệt và giao diện, đảm bảo sức mạnh phân tích không bị ảnh hưởng và tuổi thọ cáp.
Khi cáp DC vẫn còn trong điện trường đơn cực trong một thời gian dài, các electron, ion và ion hóa tạp chất được tạo ra tại vật liệu điện cực trong vật liệu cách nhiệt trở thành điện tích không gian. Những khoản phí này nhanh chóng di chuyển và tích lũy vào các gói tính phí, được gọi là tích lũy điện tích không gian. Do đó, khi sử dụng PP trong cáp DC, việc sửa đổi là cần thiết để ngăn chặn việc tạo và tích lũy điện tích.
4. Độ dẫn nhiệt
Do độ dẫn nhiệt kém, nhiệt được tạo ra trong quá trình hoạt động của cáp DC dựa trên PP không thể tiêu tan kịp thời, dẫn đến sự khác biệt về nhiệt độ giữa các mặt bên trong và bên ngoài của lớp cách nhiệt, tạo ra trường nhiệt độ không đồng đều. Độ dẫn điện của vật liệu polymer tăng theo nhiệt độ tăng. Do đó, phía bên ngoài của lớp cách nhiệt với độ dẫn thấp hơn trở nên dễ bị tích lũy điện tích, dẫn đến giảm cường độ điện trường. Hơn nữa, độ dốc nhiệt độ gây ra việc tiêm và di chuyển một số lượng lớn các điện tích không gian, làm biến dạng điện trường hơn nữa. Độ dốc nhiệt độ càng lớn, sự tích lũy điện tích không gian xảy ra càng nhiều, tăng cường biến dạng điện trường. Như đã thảo luận trước đó, nhiệt độ cao, tích lũy điện tích không gian và biến dạng điện trường ảnh hưởng đến hoạt động bình thường và tuổi thọ dịch vụ của cáp DC. Do đó, việc cải thiện độ dẫn nhiệt của PP là cần thiết để đảm bảo hoạt động an toàn và tuổi thọ dịch vụ kéo dài của cáp DC.
Thời gian đăng: Tháng 1-04-2024