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国内外前沿技术--电缆绝缘材料
发表时间:2020-03-23 19:41

国内外前沿技术--电缆绝缘材料

一、电缆绝缘材料国内外发展现状对比

目前国际上直流电缆所用的 XLPE (交联聚乙烯)材料主要是北欧化工推出的LE4253DC和LS4258DCE超净XLPE电缆料,分别可以满足±320kV 和±525kV 高压直流电缆的绝缘材料性能要求,在世界范围内得到了广泛的应用。

国内高校、科研院所和企业联合研发生产的小批量直流电缆用XLPE材料,可以满足±320kV高压直流电缆性能要求,并完成电缆试样生产。与进口材料相比,国内XLPE的制造技术相对落后,主要存在材料流动性不稳定的问题,在电缆生产中易导致过滤器界面压力上升,使连续挤出时间过短。

实现超高压直流电缆的国产化,还需要注重聚合物绝缘材料的基础研究,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及未来研发方向

1、直流电缆绝缘料的空间电荷特性是制约直流电缆绝缘材料发展的重要因素。但目前研究偏重于高场强平板试样下短时间内空间特性变化规律;未来应更加贴近实际,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,并突破暂态下,例如冲击电压时空间电荷测量的难题,研究暂态下直流电缆绝缘中空间电荷的变化特性。

 

 

2、电导率温度特性是制约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料的电导率温度特性密切相关,未来应更加注重开发低电导率温度系数的XLPE绝缘料,从而提高目前直流电缆的运行温度,进一步提升直流电缆的输送能力。同时应建立科学的电导率评价方法,以便能准确的评价电缆料在全工作温度范围内的电导率特性。

3、聚合物绝缘材料的老化机理和评估方法与空间电荷有密切关系。未来需要突破绝缘材料加速老化与长期运行老化之间的差异,建立更完善的聚合物绝缘材料评价体系和老化分析模型。

4、纳米添加虽然是聚合物绝缘改性研究的热点方法,但目前国际上纳米掺杂的电缆料仍然不是主流,纳米绝缘材料的长期运行特性、多性能协同调控方法以及大批量工业化仍有待进一步研究并实用化。

5、环境友好可重复利用的、90℃以上高运行温度的非交联电缆料是高压直流电缆绝缘料未来的一个重要发展方向,需要更深入的研究,尽早开发新型的高运行温度的非交联直流电缆绝缘材料并实用化。

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