Sa kasalukuyan, ang karaniwang ginagamit namateryal na insulasyonpara sa mga DC cable ay polyethylene. Gayunpaman, patuloy na naghahanap ang mga mananaliksik ng mas maraming potensyal na materyales sa insulasyon, tulad ng polypropylene (PP). Gayunpaman, ang paggamit ng PP bilang materyal sa insulasyon ng cable ay nagdudulot ng ilang problema.
1. Mga Katangiang Mekanikal
Upang matugunan ang mga pangunahing kinakailangan para sa transportasyon, pag-install, at pagpapatakbo ng mga DC cable, ang materyal na insulasyon ay dapat magtaglay ng ilang mekanikal na lakas, kabilang ang mahusay na kakayahang umangkop, pagpahaba sa putol, at resistensya sa impact sa mababang temperatura. Gayunpaman, ang PP, bilang isang highly crystalline polymer, ay nagpapakita ng tigas sa loob ng saklaw ng temperatura ng pagtatrabaho nito. Bukod pa rito, nagpapakita ito ng pagiging malutong at madaling kapitan ng pagbitak sa mga kapaligirang mababa ang temperatura, na hindi nakakatugon sa mga kundisyong ito. Samakatuwid, ang pananaliksik ay dapat tumuon sa pagpapatigas at pagbabago ng PP upang matugunan ang mga isyung ito.
2. Paglaban sa Pagtanda
Sa matagalang paggamit, unti-unting tumatanda ang insulasyon ng DC cable dahil sa pinagsamang epekto ng mataas na intensidad ng electric field at thermal cycling. Ang pagtandang ito ay humahantong sa pagbaba ng mga mekanikal at insulasyon na katangian, pati na rin ang pagbaba ng lakas ng pagkasira, na sa huli ay nakakaapekto sa pagiging maaasahan at buhay ng serbisyo ng cable. Kasama sa pagtanda ng cable insulation ang mga mekanikal, elektrikal, thermal, at kemikal na aspeto, kung saan ang electrical at thermal aging ang pinakanakababahala. Bagama't ang pagdaragdag ng mga antioxidant ay maaaring mapabuti ang resistensya ng PP sa thermal oxidative aging sa isang tiyak na lawak, ang mahinang compatibility sa pagitan ng mga antioxidant at PP, migration, at ang kanilang dumi bilang mga additive ay nakakaapekto sa pagganap ng insulasyon ng PP. Samakatuwid, ang pag-asa lamang sa mga antioxidant upang mapabuti ang resistensya ng PP sa pagtanda ay hindi maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa habang-buhay at pagiging maaasahan ng DC cable insulation, na nangangailangan ng karagdagang pananaliksik sa pagbabago ng PP.
3. Pagganap ng Insulasyon
Ang karga sa espasyo, bilang isa sa mga salik na nakakaimpluwensya sa kalidad at habang-buhay ngmga kable na may mataas na boltahe na DC, ay may malaking epekto sa lokal na distribusyon ng electric field, dielectric strength, at pagtanda ng insulation material. Ang mga insulation material para sa mga DC cable ay kailangang sugpuin ang akumulasyon ng space charge, bawasan ang pag-iniksyon ng like-polarity space charges, at hadlangan ang pagbuo ng unlike-polarity space charges upang maiwasan ang electrical field distortion sa loob ng insulation at mga interface, na tinitiyak ang hindi maaapektuhang breakdown strength at lifespan ng cable.
Kapag ang mga DC cable ay nananatili sa isang unipolar electric field sa loob ng mahabang panahon, ang mga electron, ion, at impurity ionization na nalilikha sa electrode material sa loob ng insulation ay nagiging space charges. Ang mga charge na ito ay mabilis na lumilipat at naiipon sa mga charge packet, na kilala bilang accumulation of space charge. Samakatuwid, kapag gumagamit ng PP sa mga DC cable, kinakailangan ang mga pagbabago upang mapigilan ang pagbuo at akumulasyon ng charge.
4. Kondaktibiti ng Termal
Dahil sa mahinang thermal conductivity, ang init na nalilikha habang ginagamit ang mga PP-based DC cable ay hindi agad maalis, na nagreresulta sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng panloob at panlabas na bahagi ng insulation layer, na lumilikha ng hindi pantay na temperature field. Ang electrical conductivity ng mga polymer material ay tumataas kasabay ng pagtaas ng temperatura. Samakatuwid, ang panlabas na bahagi ng insulation layer na may mas mababang conductivity ay nagiging madaling kapitan ng akumulasyon ng charge, na humahantong sa pagbaba ng intensity ng electric field. Bukod dito, ang temperature gradients ay nagdudulot ng pag-inject at paglipat ng maraming space charges, na lalong nagpapabago sa electric field. Kung mas malaki ang temperature gradient, mas maraming space charge ang nangyayari, na nagpapatindi sa electric field distortion. Gaya ng napag-usapan kanina, ang mataas na temperatura, akumulasyon ng space charge, at electric field distortion ay nakakaapekto sa normal na operasyon at service life ng mga DC cable. Kaya naman, ang pagpapabuti ng thermal conductivity ng PP ay kinakailangan upang matiyak ang ligtas na operasyon at mas mahabang service life ng mga DC cable.
Oras ng pag-post: Enero-04-2024