Pada masa ini, yang biasa digunakanbahan penebatuntuk kabel DC ialah polietilena. Walau bagaimanapun, para penyelidik terus mencari lebih banyak bahan penebat yang berpotensi, seperti polipropilena (PP). Walau bagaimanapun, penggunaan PP sebagai bahan penebat kabel menimbulkan beberapa masalah.
1. Sifat Mekanikal
Untuk memenuhi keperluan asas bagi pengangkutan, pemasangan dan pengendalian kabel DC, bahan penebat mesti mempunyai kekuatan mekanikal tertentu, termasuk fleksibiliti yang baik, pemanjangan semasa putus dan rintangan hentaman suhu rendah. Walau bagaimanapun, PP, sebagai polimer yang sangat berhablur, mempamerkan ketegaran dalam julat suhu kerjanya. Selain itu, ia menunjukkan kerapuhan dan kerentanan terhadap keretakan dalam persekitaran suhu rendah, gagal memenuhi syarat-syarat ini. Oleh itu, penyelidikan mesti memberi tumpuan kepada pengerasan dan pengubahsuaian PP untuk menangani isu-isu ini.
2. Rintangan Penuaan
Semasa penggunaan jangka panjang, penebat kabel DC secara beransur-ansur menua disebabkan oleh kesan gabungan keamatan medan elektrik yang tinggi dan kitaran haba. Penuaan ini membawa kepada pengurangan sifat mekanikal dan penebat, serta penurunan kekuatan kerosakan, yang akhirnya menjejaskan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan kabel. Penuaan penebat kabel merangkumi aspek mekanikal, elektrik, haba dan kimia, dengan penuaan elektrik dan haba menjadi yang paling membimbangkan. Walaupun penambahan antioksidan dapat meningkatkan daya tahan PP terhadap penuaan oksidatif haba sehingga tahap tertentu, keserasian yang lemah antara antioksidan dan PP, penghijrahan dan kekotorannya sebagai bahan tambahan mempengaruhi prestasi penebat PP. Oleh itu, hanya bergantung pada antioksidan untuk meningkatkan daya tahan penuaan PP tidak dapat memenuhi jangka hayat dan keperluan kebolehpercayaan penebat kabel DC, yang memerlukan penyelidikan lanjut untuk mengubah suai PP.
3. Prestasi Penebat
Cas ruang, sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi kualiti dan jangka hayatkabel DC voltan tinggi, memberi kesan yang ketara terhadap taburan medan elektrik tempatan, kekuatan dielektrik dan penuaan bahan penebat. Bahan penebat untuk kabel DC perlu menyekat pengumpulan cas ruang, mengurangkan suntikan cas ruang kekutuban serupa dan menghalang penjanaan cas ruang kekutuban tidak serupa untuk mengelakkan herotan medan elektrik dalam penebat dan antara muka, memastikan kekuatan kerosakan dan jangka hayat kabel tidak terjejas.
Apabila kabel DC kekal dalam medan elektrik unipolar untuk tempoh yang lama, elektron, ion dan pengionan bendasing yang dihasilkan pada bahan elektrod dalam penebat menjadi cas ruang. Cas-cas ini dengan cepat berhijrah dan terkumpul menjadi paket cas, yang dikenali sebagai pengumpulan cas ruang. Oleh itu, apabila menggunakan PP dalam kabel DC, pengubahsuaian diperlukan untuk menyekat penjanaan dan pengumpulan cas.
4. Kekonduksian Terma
Disebabkan oleh kekonduksian terma yang lemah, haba yang dihasilkan semasa operasi kabel DC berasaskan PP tidak dapat hilang dengan segera, mengakibatkan perbezaan suhu antara bahagian dalam dan luar lapisan penebat, lalu mewujudkan medan suhu yang tidak sekata. Kekonduksian elektrik bahan polimer meningkat dengan peningkatan suhu. Oleh itu, bahagian luar lapisan penebat dengan kekonduksian yang lebih rendah menjadi terdedah kepada pengumpulan cas, yang membawa kepada pengurangan keamatan medan elektrik. Selain itu, kecerunan suhu menyebabkan suntikan dan penghijrahan sejumlah besar cas ruang, seterusnya memesongkan medan elektrik. Lebih besar kecerunan suhu, lebih banyak pengumpulan cas ruang berlaku, sekali gus meningkatkan herotan medan elektrik. Seperti yang dibincangkan sebelum ini, suhu tinggi, pengumpulan cas ruang, dan herotan medan elektrik menjejaskan operasi normal dan hayat perkhidmatan kabel DC. Oleh itu, peningkatan kekonduksian terma PP adalah perlu untuk memastikan operasi yang selamat dan hayat perkhidmatan kabel DC yang lebih lama.
Masa siaran: 04-Jan-2024