Actuellement, le couramment utilisématériel d'isolationPour les câbles DC, le polyéthylène est en polyéthylène. Cependant, les chercheurs recherchent continuellement plus de matériaux d'isolation potentiels, tels que le polypropylène (PP). Néanmoins, l'utilisation de PP comme matériau d'isolation par câble présente plusieurs problèmes.
1. Propriétés mécaniques
Pour répondre aux exigences de base pour le transport, l'installation et le fonctionnement des câbles CC, le matériau d'isolation doit posséder une certaine résistance mécanique, y compris une bonne flexibilité, une allongement à la rupture et une résistance à l'impact à basse température. Cependant, PP, en tant que polymère hautement cristallin, présente une rigidité dans sa plage de température de travail. De plus, il montre la fragilité et la sensibilité à la fissuration dans des environnements à basse température, ne remplissant pas ces conditions. Par conséquent, la recherche doit se concentrer sur la durcissement et la modification du PP pour résoudre ces problèmes.
2. Résistance au vieillissement
Pendant l'utilisation à long terme, l'isolation du câble CC vieillit progressivement en raison des effets combinés d'une intensité de champ électrique élevée et d'un cycle thermique. Ce vieillissement entraîne une réduction des propriétés mécaniques et d'isolation, ainsi qu'une diminution de la résistance à la dégradation, affectant finalement la fiabilité et la durée de vie du câble. Le vieillissement de l'isolation par câble comprend des aspects mécaniques, électriques, thermiques et chimiques, le vieillissement électrique et thermique étant le plus préoccupant. Bien que l'ajout d'antioxydants puisse améliorer la résistance de la PP au vieillissement oxydatif thermique dans une certaine mesure, une mauvaise compatibilité entre les antioxydants et le PP, la migration et leur impureté car les additifs affectent les performances d'isolation de PP. Par conséquent, se fier uniquement aux antioxydants pour améliorer la résistance au vieillissement de la PP ne peut pas répondre aux exigences de durée de vie et de fiabilité de l'isolation des câbles CC, nécessitant des recherches supplémentaires sur la modification du PP.
3. Performance d'isolation
Charge d'espace, comme l'un des facteurs influençant la qualité et la durée de vie decâbles CC haute tension, a un impact significatif sur la distribution locale du champ électrique, la résistance diélectrique et le vieillissement du matériau d'isolation. Les matériaux d'isolation pour les câbles CC doivent supprimer l'accumulation de charge d'espace, réduire l'injection de charges d'espace similaire et entraver la génération de charges d'espace de polarité différent pour empêcher la distorsion électrique du champ dans l'isolation et les interfaces, garantissant la résistance à la rupture et la durée de vie des câbles non affectées.
Lorsque les câbles DC restent dans un champ électrique unipolaire pendant une période prolongée, les électrons, les ions et l'ionisation d'impureté générés au matériau de l'électrode dans l'isolation deviennent des charges spatiales. Ces charges migrent rapidement et s'accumulent dans des paquets de charge, connus sous le nom d'accumulation de charge d'espace. Par conséquent, lors de l'utilisation de PP dans des câbles CC, des modifications sont nécessaires pour supprimer la génération et l'accumulation de charges.
4. Conductivité thermique
En raison d'une mauvaise conductivité thermique, la chaleur générée lors du fonctionnement des câbles CC basées sur PP ne peut pas se dissiper rapidement, entraînant des différences de température entre les côtés intérieurs et extérieurs de la couche d'isolation, créant un champ de température inégal. La conductivité électrique des matériaux en polymère augmente avec l'augmentation des températures. Par conséquent, le côté extérieur de la couche d'isolation avec une conductivité plus faible devient sujet à la charge d'accumulation, conduisant à une intensité de champ électrique réduite. De plus, les gradients de température provoquent l'injection et la migration d'un grand nombre de charges spatiales, déformant davantage le champ électrique. Plus le gradient de température est élevé, plus l'accumulation de charge d'espace se produit, intensifiant la distorsion du champ électrique. Comme discuté précédemment, la température élevée, l'accumulation de charge d'espace et la distorsion du champ électrique affectent le fonctionnement normal et la durée de vie des câbles CC. Par conséquent, l'amélioration de la conductivité thermique du PP est nécessaire pour assurer le fonctionnement sûr et la durée de vie prolongée des câbles CC.
Heure du poste: janvier-04-2024