Gaur egun, erabili ohi denisolamendu materialaKorronte zuzeneko kableetarako polietilenoa da. Hala ere, ikertzaileek etengabe bilatzen dituzte isolamendu-material potentzial gehiago, hala nola polipropilenoa (PP). Hala ere, PP kableen isolamendu-material gisa erabiltzeak hainbat arazo ditu.
1. Ezaugarri mekanikoak
Korronte zuzeneko kableen garraio, instalazio eta funtzionamendurako oinarrizko baldintzak betetzeko, isolamendu materialak erresistentzia mekaniko jakin bat izan behar du, besteak beste, malgutasun ona, haustura-luzapena eta tenperatura baxuko inpaktu-erresistentzia. Hala ere, PP-ak, polimero oso kristalinoa denez, zurruntasuna erakusten du bere lan-tenperatura-tartean. Gainera, hauskorra eta pitzatzeko joera erakusten du tenperatura baxuko inguruneetan, baldintza horiek betetzen ez baditu. Beraz, ikerketak PP gogortzean eta aldatzean zentratu behar du arazo horiei aurre egiteko.
2. Zahartzearekiko erresistentzia
Erabilera luzean, korronte zuzeneko kablearen isolamendua pixkanaka zahartzen da eremu elektrikoaren intentsitate handiaren eta ziklo termikoaren efektu konbinatuen ondorioz. Zahartze horrek propietate mekaniko eta isolamendu-propietateen murrizketa dakar, baita matxura-erresistentziaren gutxitzea ere, eta horrek, azken finean, kablearen fidagarritasunari eta zerbitzu-bizitzari eragiten dio. Kablearen isolamenduaren zahartzeak alderdi mekanikoak, elektrikoak, termikoak eta kimikoak hartzen ditu barne, eta zahartze elektrikoa eta termikoa dira kezkagarrienak. Antioxidatzaileak gehitzeak PPren zahartze termiko oxidatiboarekiko erresistentzia neurri batean hobetu dezakeen arren, antioxidatzaileen eta PPren arteko bateragarritasun eskasak, migrazioak eta gehigarri gisa duten ezpurutasunak PPren isolamendu-errendimenduan eragina dute. Beraz, antioxidatzaileetan soilik oinarritzeak PPren zahartze-erresistentzia hobetzeko ezin ditu bete korronte zuzeneko kablearen isolamenduaren bizitza- eta fidagarritasun-eskakizunak, eta beharrezkoa da PP aldatzeko ikerketa gehiago egitea.
3. Isolamenduaren errendimendua
Espazio-karga, kalitatean eta bizitza-iraupenean eragina duten faktoreetako bat bezalatentsio handiko DC kableak, eragin handia du tokiko eremu elektrikoaren banaketan, erresistentzia dielektrikoan eta isolamendu-materialaren zahartzean. DC kableetarako isolamendu-materialek espazio-kargaren metaketa murriztu, polaritate bereko espazio-kargen injekzioa murriztu eta polaritate ez-bereko espazio-kargen sorrera oztopatu behar dute isolamenduan eta interfazeetan eremu elektrikoaren distortsioa saihesteko, matxura-erresistentzia eta kablearen iraupena eraginik gabe bermatuz.
Korronte zuzeneko kableak denbora luzez eremu elektriko unipolar batean daudenean, isolamenduaren barruko elektrodo-materialean sortutako elektroiak, ioiak eta ezpurutasunen ionizazioa espazio-karga bihurtzen dira. Karga hauek azkar migratzen dira eta karga-paketeetan pilatzen dira, espazio-kargaren metaketa bezala ezagutzen dena. Beraz, PP korronte zuzeneko kableetan erabiltzean, aldaketak beharrezkoak dira karga-sorkuntza eta -metaketa murrizteko.
4. Eroankortasun termikoa
Eroankortasun termiko eskasa dela eta, PP-n oinarritutako DC kableen funtzionamenduan sortutako beroa ezin da berehala xahutu, eta horrek tenperatura-aldeak sortzen ditu isolamendu-geruzaren barneko eta kanpoko aldeen artean, tenperatura-eremu irregularra sortuz. Polimero-materialen eroankortasun elektrikoa handitzen da tenperaturak igotzen diren heinean. Hori dela eta, eroankortasun txikiagoa duen isolamendu-geruzaren kanpoaldea karga-metatze joera handiagoa da, eta horrek eremu elektrikoaren intentsitatea murriztea dakar. Gainera, tenperatura-gradienteek espazio-karga kopuru handi baten injekzioa eta migrazioa eragiten dute, eremu elektrikoa gehiago distortsionatuz. Zenbat eta tenperatura-gradiente handiagoa izan, orduan eta espazio-karga-metatze handiagoa gertatzen da, eremu elektrikoaren distortsioa areagotuz. Aurretik aipatu bezala, tenperatura altuak, espazio-karga-metatzeak eta eremu elektrikoaren distortsioak DC kableen funtzionamendu normalean eta zerbitzu-bizitzan eragiten dute. Beraz, PP-ren eroankortasun termikoa hobetzea beharrezkoa da DC kableen funtzionamendu segurua eta zerbitzu-bizitza luzatzea bermatzeko.
Argitaratze data: 2024ko urtarrilaren 4a