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聚合物绝缘材料未来直流电缆发展重要因素
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聚合物绝缘材料未来直流电缆发展重要因素

2021-09-27 15:28:49 来源:电气技术

【哔哥哔特导读】现阶段全球电缆绝缘材料发展现状,北欧化工推出的LE4253DC和LS4258DCE超净XLPE电缆料为全球取得了广泛的应用,国内高校、科研院所等协同研发的小批量直流电缆用XLPE材料虽达到了标准,但相对来说较落后,超高压直流电缆国产化是现阶段重要的研发发展。

一.电缆绝缘材料全球发展现状

现阶段世界上直流电缆线常用的XLPE(交联聚乙烯)原材料主要是北欧化工推出的LE4253DC和LS4258DCE超净XLPE电缆料,各自能够达到±320kV和±525kV髙压直流电缆线的绝缘材料特性需求,在全世界内取得了广泛的运用。

绝缘材料

图片来源:电气技术

国内高校、科研院所和企业协同研制生产制造的小批量直流电电缆线用XLPE原材料,能够达到±320kV髙压直流电电缆特性规定,并进行电缆试件生产制造。与进口原材料对比,中国XLPE的生产技术比较落伍,其原因是材料流动性不稳定,电缆身材过程中易导致过滤器界面压力上升,导致连续挤出时间过短。

超高压直流电缆国产化,聚合物绝缘材料的基础研究非常重要,包括基础树脂、配方改进和超净生产工艺等。

二.高压直流电缆绝缘材料技术难点以及未来研发方向趋势。

1.制约直流电缆绝缘材料发展的重要因素是直流电缆绝缘材料的空间电荷特性。但当前研究偏重于高场强平板样品下短时间空间特性的变化规律。将来应更加贴近实际,开发大厚度、适用于真型电缆的空间电荷测量系统。研究直流电缆料成缆后在实际工况较低场强(≤25kV/mm)下绝缘存在温度梯度时空间电荷长时间演化特性,突破暂态下,如冲击电压时空间电荷测量的问题,突破暂态下直流电缆绝缘中空间电荷的变化特性。

2.电导率温度特性是高压直流电缆绝缘材料发展的关键核心因素。直流电缆的运行温度与绝缘材料的电导率温度特性息息相关,将来应更为重视开发设计低导电率温度系数的XLPE绝缘材料,进而提升现阶段直流电缆线的运转温度,进一步提高直流电缆的传送能力。与此同时应创建科学合理的导电率评价方法,便于能准确无误的点评电线电缆在全操作温度范畴内的导电率特性。

3.聚合物绝缘材料的老化机理和评估方法与空间电荷息息相关。将来必须提升绝缘材料加快老化与长期性运作脆化间的差异,创建更健全的聚合物绝缘材料评价体系和老化分析模型。

4.纳米添加尽管是聚合物绝缘改性研究的热点方式 ,但当前含有纳米的电缆料并非主流,纳米绝缘材料的长期运行特性、多性能协同调控、大批量量产等都仍需进一步研究并实用化。

5.绿色环保可多次重复使用的、90℃之上高运作温度的非交联电缆料是髙压直流电电缆绝缘料将来的一个关键发展前景,必须更进一步深入的科学研究,尽快开发设计最新型的高运作环境温度的非交联直流电缆绝缘材料并实用化。

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