ข้อกำหนดของฉนวนสำหรับสายเคเบิล DC และปัญหาเกี่ยวกับ PP

ปัจจุบันที่ใช้กันทั่วไปวัสดุฉนวนสำหรับสายเคเบิล DC คือโพลีเอทิลีน อย่างไรก็ตามนักวิจัยกำลังค้นหาวัสดุฉนวนที่มีศักยภาพมากขึ้นเช่นโพลีโพรพีลีน (PP) อย่างไรก็ตามการใช้ PP เป็นวัสดุฉนวนสายเคเบิลนำเสนอปัญหาหลายประการ

 

1. คุณสมบัติเชิงกล

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการขนส่งการติดตั้งและการทำงานของสายเคเบิล DC วัสดุฉนวนจะต้องมีความแข็งแรงเชิงกลบางอย่างรวมถึงความยืดหยุ่นที่ดีการยืดตัวเมื่อหยุดพักและความต้านทานต่อแรงกระแทกอุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม PP ในฐานะพอลิเมอร์ผลึกสูงแสดงถึงความแข็งแกร่งภายในช่วงอุณหภูมิการทำงาน นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความเปราะบางและความอ่อนแอต่อการแคร็กในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำไม่สามารถปฏิบัติตามเงื่อนไขเหล่านี้ได้ ดังนั้นการวิจัยจะต้องมุ่งเน้นไปที่การทำให้ยากขึ้นและปรับเปลี่ยน PP เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้

 

2. ความต้านทานต่ออายุ

ในระหว่างการใช้งานระยะยาวฉนวนสายเคเบิล DC จะค่อยๆอายุมากขึ้นเนื่องจากผลรวมของความเข้มของสนามไฟฟ้าสูงและการขี่จักรยานความร้อน อายุนี้นำไปสู่การลดลงของคุณสมบัติเชิงกลและฉนวนเช่นเดียวกับการลดลงของความแข็งแรงของการสลายในที่สุดส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของสายเคเบิล อายุฉนวนกันความร้อนของสายเคเบิลรวมถึงด้านกลไกไฟฟ้าความร้อนและเคมีด้วยอายุไฟฟ้าและความร้อนที่เกี่ยวข้องมากที่สุด แม้ว่าการเพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระสามารถปรับปรุงความต้านทานของ PP ต่อการชราออกซิเดชั่นความร้อนในระดับหนึ่งความเข้ากันได้ที่ไม่ดีระหว่างสารต้านอนุมูลอิสระและ PP การย้ายถิ่นและการเจือปนของพวกเขาในฐานะสารเติมแต่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของฉนวนของ PP ดังนั้นการพึ่งพาสารต้านอนุมูลอิสระเพียงอย่างเดียวในการปรับปรุงความต้านทานต่อริ้วรอยของ PP ไม่สามารถตอบสนองความต้องการอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของฉนวนสายเคเบิล DC ซึ่งจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการปรับเปลี่ยน PP

 

3. ประสิทธิภาพของฉนวน

ค่าใช้จ่ายในพื้นที่เป็นหนึ่งในปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพและอายุขัยของสาย DC แรงดันสูงส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกระจายสนามไฟฟ้าในท้องถิ่นความแข็งแรงของอิเล็กทริกและการชราวัสดุฉนวน วัสดุฉนวนสำหรับสายเคเบิล DC จำเป็นต้องยับยั้งการสะสมของประจุพื้นที่ลดการฉีดประจุพื้นที่อลาริตี้เช่นการสร้างค่าใช้จ่ายในพื้นที่ของระยะโพลาริตี้เพื่อป้องกันการบิดเบือนสนามไฟฟ้าภายในฉนวนและอินเทอร์เฟซ

เมื่อสายเคเบิล DC ยังคงอยู่ในสนามไฟฟ้า unipolar เป็นระยะเวลานานอิเล็กตรอนไอออนและไอออนไนซ์เจือปนที่เกิดขึ้นที่วัสดุอิเล็กโทรดภายในฉนวนจะกลายเป็นค่าใช้จ่ายในพื้นที่ ค่าใช้จ่ายเหล่านี้จะโยกย้ายและสะสมเป็นแพ็คเก็ตประจุอย่างรวดเร็วหรือที่เรียกว่าการสะสมของประจุพื้นที่ ดังนั้นเมื่อใช้ PP ในสายเคเบิล DC จำเป็นต้องมีการดัดแปลงเพื่อระงับการสร้างการชาร์จและการสะสม

 

4. การนำความร้อน

เนื่องจากค่าการนำความร้อนที่ไม่ดีความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างการทำงานของสายเคเบิล DC ที่ใช้ PP ไม่สามารถกระจายไปได้ทันทีส่งผลให้อุณหภูมิแตกต่างระหว่างด้านในและด้านนอกของชั้นฉนวนกันความร้อนสร้างสนามอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ การนำไฟฟ้าของวัสดุพอลิเมอร์เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น ดังนั้นด้านนอกของชั้นฉนวนที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะมีแนวโน้มที่จะชาร์จสะสมซึ่งนำไปสู่ความเข้มของสนามไฟฟ้าที่ลดลง ยิ่งไปกว่านั้นการไล่ระดับอุณหภูมิทำให้การฉีดและการย้ายถิ่นของค่าใช้จ่ายในพื้นที่จำนวนมากบิดเบือนสนามไฟฟ้า ยิ่งมีการไล่ระดับอุณหภูมิมากเท่าใดก็ยิ่งมีการสะสมของประจุพื้นที่มากขึ้น ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้อุณหภูมิสูงการสะสมค่าใช้จ่ายในพื้นที่และการบิดเบือนสนามไฟฟ้าส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติและอายุการใช้งานของสายเคเบิล DC ดังนั้นการปรับปรุงค่าการนำความร้อนของ PP จึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยและอายุการใช้งานที่ยาวนานของสายเคเบิล DC