頭條環(huán)保型電纜絕緣材料種類及存在問題2020-02-29 作者:科普部 | 來源:《電氣技術》雜志社 | 點擊率:
目前對于環(huán)保型直流電纜絕緣材料的研究,主要集中在以下幾種材料:以聚乙烯、聚丙烯和乙丙橡膠等為代表的熱塑性聚烯烴;以聚乙烯基、聚丙烯基共混物等為代表的熱塑性聚烯烴共混物;摻雜納米填料的熱塑性聚烯烴納米復合材料;通過化學方法改性的聚烯烴材料。
這些研究在提高材料的電氣性能、機械性能和熱性能上做了很多嘗試和努力,并取得了一定成果,展現(xiàn)出了很好的應用前景。
1、聚乙烯
環(huán)保型電纜絕緣材料種類及存在問題
環(huán)保型電纜絕緣材料
聚乙烯電氣性能優(yōu)異,絕緣電阻和耐電強度較高,介電損耗小,但其較低的軟化溫度使其不適合在高溫下工作,同時存在機械強度不高和使用壽命較短的問題。作為環(huán)保型直流電纜絕緣材料,聚乙烯研究主要集中在不采用化學交聯(lián)的方式下如何提高其工作溫度以及高溫下的各項性能。
2、乙丙橡膠
乙丙橡膠是以乙烯和丙烯為基礎單體的合成橡膠,由于其優(yōu)異的耐腐蝕性、耐老化性和電氣絕緣性能,從而被廣泛應用在電纜護套和電纜絕緣材料中。聚丙烯材料有著高熔點和優(yōu)異的電氣絕緣性能,然而聚丙烯在常溫下的脆性導致其作為電纜絕緣材料難以使用。
3、聚丙烯
聚丙烯(polyethylene, PP)是另外一種潛在的環(huán)保型高壓直流電纜絕緣材料,根據(jù)其分子鏈結構,可分為等規(guī)聚丙烯(isotactic polypropylene, iPP)、間規(guī)聚丙烯(syndiotacticpolypropylene, sPP)和無規(guī)聚丙烯(atactic polypropylene, aPP)。聚丙烯具有優(yōu)良的絕緣性能和抗腐蝕性能,等規(guī)聚丙烯的熔點高達160℃以上,長期使用溫度達100-120℃。聚丙烯最大的缺點在于耐寒性能差,低溫下易脆斷。
從材料性質上,聚丙烯的熔點可達160℃以上,長期工作溫度可達100-120℃,因此相對于XLPE,其長期工作溫度可提高到90℃甚至100℃,這使得直流電纜的輸送容量大大提高。同時聚丙烯具有更高的擊穿場強和體積電阻率,可提高直流電纜的運行電壓并降低輸電損耗。
在相同電壓等級下可使絕緣層更薄,有利于解決電纜絕緣散熱溫度分布不均的問題。由于聚丙烯具有較高機械強度,因此不需進行交聯(lián)處理也可避免相應的脫氣過程,從而可以大大簡化電纜的生產(chǎn)工藝縮短生產(chǎn)周期,同時可保持熱塑性特性。