頭條環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,展現出了很好的應用前景。
1、聚乙烯
環保型電纜絕緣材料種類及存在問題
環保型電纜絕緣材料
聚乙烯電氣性能優異,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保型高壓直流電纜絕緣材料,根據其分子鏈結構,可分為等規聚丙烯(isotactic polypropylene, iPP)、間規聚丙烯(syndiotacticpolypropylene, sPP)和無規聚丙烯(atactic polypropylene, aPP)。聚丙烯具有優良的絕緣性能和抗腐蝕性能,等規聚丙烯的熔點高達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工藝縮短生產周期,同時可保持熱塑性特性。