Atualmente, o comumente usadomaterial de isolamentoPara cabos CC, é polietileno. No entanto, os pesquisadores estão buscando continuamente mais materiais de isolamento em potencial, como o polipropileno (PP). No entanto, o uso de PP como material de isolamento a cabo apresenta vários problemas.
1. Propriedades mecânicas
Para atender aos requisitos básicos para o transporte, instalação e operação de cabos CC, o material de isolamento deve possuir certa resistência mecânica, incluindo boa flexibilidade, alongamento no intervalo e resistência ao impacto de baixa temperatura. No entanto, o PP, como um polímero altamente cristalino, exibe rigidez dentro de sua faixa de temperatura de trabalho. Além disso, mostra fragilidade e suscetibilidade a rachaduras em ambientes de baixa temperatura, não atendem a essas condições. Portanto, a pesquisa deve se concentrar em endurecer e modificar o PP para resolver esses problemas.
2. Resistência ao envelhecimento
Durante o uso a longo prazo, o isolamento do cabo CC é envelhecido gradualmente devido aos efeitos combinados da alta intensidade do campo elétrico e do ciclo térmico. Esse envelhecimento leva a uma redução nas propriedades mecânicas e de isolamento, bem como a uma diminuição na resistência à ruptura, afetando finalmente a confiabilidade e a vida útil do cabo do cabo. O envelhecimento do isolamento do cabo inclui aspectos mecânicos, elétricos, térmicos e químicos, com o envelhecimento elétrico e térmico sendo o mais preocupante. Embora a adição de antioxidantes possa melhorar a resistência do PP ao envelhecimento oxidativo térmico em certa medida, baixa compatibilidade entre antioxidantes e PP, migração e sua impureza como aditivos afetam o desempenho do isolamento do PP. Portanto, confiar apenas em antioxidantes para melhorar a resistência do envelhecimento da PP não pode atender aos requisitos de vida útil e de confiabilidade do isolamento de cabo DC, necessitando de mais pesquisas sobre a modificação da PP.
3. Desempenho de isolamento
Cobrança espacial, como um dos fatores que influenciam a qualidade e a vida útil deCabos CC de alta tensão, afeta significativamente a distribuição local de campo elétrico, a força dielétrica e o envelhecimento do material de isolamento. Os materiais de isolamento para os cabos CC precisam suprimir o acúmulo de carga espacial, reduzir a injeção de cargas espaciais de polaridade semelhantes e impedir a geração de cargas de espaço diferente da polaridade para impedir a distorção do campo elétrico dentro do isolamento e interfaces, garantindo a resistência à quebra não afetada e a varanda do cabo.
Quando os cabos CC permanecem em um campo elétrico unipolar por um período prolongado, os elétrons, íons e ionização de impureza gerados no material do eletrodo dentro do isolamento se tornam cargas espaciais. Essas cobranças migram rapidamente e se acumulam para pacotes de carga, conhecidos como acumulação de carga espacial. Portanto, ao usar o PP em cabos CC, são necessárias modificações para suprimir a geração e o acúmulo de carga.
4. Condutividade térmica
Devido à baixa condutividade térmica, o calor gerado durante a operação de cabos CC baseado em PP não pode se dissipar imediatamente, resultando em diferenças de temperatura entre os lados interno e externo da camada de isolamento, criando um campo de temperatura desigual. A condutividade elétrica dos materiais poliméricos aumenta com as temperaturas crescentes. Portanto, o lado externo da camada de isolamento com menor condutividade se torna propenso a acumular acumulação, levando à redução da intensidade do campo elétrico. Além disso, os gradientes de temperatura causam a injeção e a migração de um grande número de cargas espaciais, distorcendo ainda mais o campo elétrico. Quanto maior o gradiente de temperatura, mais acumulação de carga espacial ocorre, intensificando a distorção do campo elétrico. Como discutido anteriormente, alta temperatura, acumulação de carga espacial e distorção de campo elétrico afetam a operação normal e a vida útil dos cabos DC. Portanto, é necessário melhorar a condutividade térmica do PP para garantir a operação segura e a vida útil prolongada dos cabos DC.
Hora de postagem: Jan-04-2024