Saat ini, yang biasa digunakanbahan isolasiUntuk kabel DC adalah polietilen. Namun, para peneliti terus mencari lebih banyak bahan isolasi potensial, seperti polypropylene (PP). Meskipun demikian, menggunakan PP sebagai bahan isolasi kabel menghadirkan beberapa masalah.
1. Sifat mekanik
Untuk memenuhi persyaratan dasar untuk transportasi, pemasangan, dan pengoperasian kabel DC, bahan isolasi harus memiliki kekuatan mekanik tertentu, termasuk fleksibilitas yang baik, perpanjangan saat istirahat, dan resistensi dampak suhu rendah. Namun, PP, sebagai polimer yang sangat kristal, menunjukkan kekakuan dalam kisaran suhu kerjanya. Selain itu, ini menunjukkan kerapuhan dan kerentanan terhadap retak di lingkungan suhu rendah, gagal memenuhi kondisi ini. Oleh karena itu, penelitian harus fokus pada pengerasan dan memodifikasi PP untuk mengatasi masalah ini.
2. Resistensi Penuaan
Selama penggunaan jangka panjang, isolasi kabel DC secara bertahap bertambah karena efek gabungan dari intensitas medan listrik tinggi dan siklus termal. Penuaan ini menyebabkan pengurangan sifat mekanik dan isolasi, serta penurunan kekuatan kerusakan, yang pada akhirnya mempengaruhi keandalan dan masa pakai kabel. Penuaan isolasi kabel termasuk aspek mekanik, listrik, termal, dan kimia, dengan penuaan listrik dan termal menjadi yang paling memprihatinkan. Meskipun menambahkan antioksidan dapat meningkatkan resistensi PP terhadap penuaan oksidatif termal sampai batas tertentu, kompatibilitas yang buruk antara antioksidan dan PP, migrasi, dan pengotornya sebagai aditif mempengaruhi kinerja isolasi PP. Oleh karena itu, semata -mata mengandalkan antioksidan untuk meningkatkan resistensi penuaan PP tidak dapat memenuhi umur dan persyaratan keandalan isolasi kabel DC, yang memerlukan penelitian lebih lanjut tentang memodifikasi PP.
3. Kinerja isolasi
Muatan ruang, sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas dan umurKabel DC tegangan tinggi, secara signifikan berdampak pada distribusi medan listrik lokal, kekuatan dielektrik, dan penuaan bahan isolasi. Bahan isolasi untuk kabel DC perlu menekan akumulasi muatan ruang, mengurangi injeksi muatan ruang seperti polaritas, dan menghambat pembuatan muatan ruang yang tidak seperti polaritas untuk mencegah distorsi medan listrik dalam isolasi dan antarmuka, memastikan kekuatan kerusakan yang tidak terpengaruh dan hidup kabel.
Ketika kabel DC tetap berada di medan listrik unipolar untuk periode yang diperpanjang, elektron, ion, dan ionisasi pengotor yang dihasilkan pada bahan elektroda dalam isolasi menjadi muatan ruang. Biaya ini dengan cepat bermigrasi dan menumpuk ke dalam paket pengisian, yang dikenal sebagai akumulasi muatan ruang. Oleh karena itu, saat menggunakan PP dalam kabel DC, modifikasi diperlukan untuk menekan pembuatan dan akumulasi muatan.
4. Konduktivitas Termal
Karena konduktivitas termal yang buruk, panas yang dihasilkan selama pengoperasian kabel DC berbasis PP tidak dapat menghilang dengan segera, menghasilkan perbedaan suhu antara sisi dalam dan luar lapisan isolasi, menciptakan bidang suhu yang tidak merata. Konduktivitas listrik bahan polimer meningkat dengan meningkatnya suhu. Oleh karena itu, sisi luar lapisan isolasi dengan konduktivitas yang lebih rendah menjadi rentan untuk mengisi akumulasi, yang menyebabkan intensitas medan listrik yang berkurang. Selain itu, gradien suhu menyebabkan injeksi dan migrasi sejumlah besar muatan ruang, lebih jauh mendistorsi medan listrik. Semakin besar gradien suhu, semakin banyak akumulasi muatan ruang terjadi, mengintensifkan distorsi medan listrik. Seperti dibahas sebelumnya, suhu tinggi, akumulasi muatan ruang, dan distorsi medan listrik mempengaruhi operasi normal dan masa pakai kabel DC. Oleh karena itu, meningkatkan konduktivitas termal PP diperlukan untuk memastikan operasi yang aman dan masa pakai yang berkepanjangan dari kabel DC.
Waktu posting: Jan-04-2024