ડીસી કેબલ્સ માટે ઇન્સ્યુલેશન આવશ્યકતાઓ અને પીપી સાથે સમસ્યાઓ

હાલમાં, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છેઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીડીસી કેબલ્સ માટે પોલિઇથિલિન છે. જો કે, સંશોધકો સતત વધુ સંભવિત ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી શોધી રહ્યા છે, જેમ કે પોલીપ્રોપીલિન (PP). તેમ છતાં, કેબલ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી તરીકે PP નો ઉપયોગ ઘણી સમસ્યાઓ રજૂ કરે છે.

 

1. યાંત્રિક ગુણધર્મો

ડીસી કેબલ્સના પરિવહન, સ્થાપન અને સંચાલન માટેની મૂળભૂત આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે, ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીમાં ચોક્કસ યાંત્રિક શક્તિ હોવી આવશ્યક છે, જેમાં સારી લવચીકતા, વિરામ સમયે વિસ્તરણ અને નીચા-તાપમાન પ્રભાવ પ્રતિકારનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, PP, અત્યંત સ્ફટિકીય પોલિમર તરીકે, તેની કાર્યકારી તાપમાન શ્રેણીમાં કઠોરતા દર્શાવે છે. વધુમાં, તે નીચા-તાપમાન વાતાવરણમાં બરડપણું અને ક્રેકીંગ માટે સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે, આ શરતોને પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે. તેથી, સંશોધને આ મુદ્દાઓને સંબોધવા માટે પીપીને સખત અને સંશોધિત કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ.

 

2. વૃદ્ધત્વ પ્રતિકાર

લાંબા ગાળાના ઉપયોગ દરમિયાન, ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તીવ્રતા અને થર્મલ સાયકલિંગની સંયુક્ત અસરોને કારણે ડીસી કેબલ ઇન્સ્યુલેશન ધીમે ધીમે વૃદ્ધ થાય છે. આ વૃદ્ધત્વ યાંત્રિક અને ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મોમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, તેમજ બ્રેકડાઉનની શક્તિમાં ઘટાડો કરે છે, જે આખરે કેબલની વિશ્વસનીયતા અને સેવા જીવનને અસર કરે છે. કેબલ ઇન્સ્યુલેશન વૃદ્ધત્વમાં યાંત્રિક, વિદ્યુત, થર્મલ અને રાસાયણિક પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં વિદ્યુત અને થર્મલ વૃદ્ધત્વ સૌથી વધુ સંબંધિત છે. જોકે એન્ટીઑકિસડન્ટો ઉમેરવાથી થર્મલ ઓક્સિડેટીવ વૃદ્ધત્વ સામે પીપીના પ્રતિકારને અમુક હદ સુધી સુધારી શકાય છે, એન્ટીઑકિસડન્ટો અને પીપી વચ્ચે નબળી સુસંગતતા, સ્થળાંતર અને તેમની અશુદ્ધતા PPના ઇન્સ્યુલેશન પ્રભાવને અસર કરે છે. તેથી, PP ના વૃદ્ધત્વ પ્રતિકારને સુધારવા માટે ફક્ત એન્ટીઑકિસડન્ટો પર આધાર રાખવો એ DC કેબલ ઇન્સ્યુલેશનની આયુષ્ય અને વિશ્વસનીયતા જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકતું નથી, PP ને સંશોધિત કરવા પર વધુ સંશોધનની જરૂર છે.

 

3. ઇન્સ્યુલેશન કામગીરી

સ્પેસ ચાર્જ, ગુણવત્તા અને જીવનકાળને પ્રભાવિત કરતા પરિબળોમાંના એક તરીકેઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડીસી કેબલ્સ, સ્થાનિક વિદ્યુત ક્ષેત્રના વિતરણ, ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિ અને ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીના વૃદ્ધત્વને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે. ડીસી કેબલ્સ માટે ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીઓએ સ્પેસ ચાર્જના સંચયને દબાવવાની, સમાન-ધ્રુવીયતા સ્પેસ ચાર્જના ઇન્જેક્શનને ઘટાડવાની અને ઇન્સ્યુલેશન અને ઇન્ટરફેસની અંદર વિદ્યુત ક્ષેત્રની વિકૃતિને રોકવા માટે, અપ્રભાવિત ભંગાણની શક્તિને સુનિશ્ચિત કરવા અને અપ્રભાવિત-ધ્રુવીયતા સ્પેસ ચાર્જિસના ઉત્પાદનને અવરોધવાની જરૂર છે. કેબલ જીવનકાળ.

જ્યારે ડીસી કેબલ્સ એક ધ્રુવીય વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં વિસ્તૃત અવધિ માટે રહે છે, ત્યારે ઇન્સ્યુલેશનની અંદર ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી પર પેદા થતા ઇલેક્ટ્રોન, આયનો અને અશુદ્ધતા આયનીકરણ સ્પેસ ચાર્જ બની જાય છે. આ ચાર્જ ઝડપથી સ્થાનાંતરિત થાય છે અને ચાર્જ પેકેટમાં એકઠા થાય છે, જેને સ્પેસ ચાર્જના સંચય તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી, ડીસી કેબલ્સમાં પીપીનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ચાર્જ જનરેશન અને સંચયને દબાવવા માટે ફેરફારો જરૂરી છે.

 

4. થર્મલ વાહકતા

નબળી થર્મલ વાહકતાને કારણે, PP-આધારિત DC કેબલના સંચાલન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમી ઝડપથી વિખેરી શકાતી નથી, પરિણામે ઇન્સ્યુલેશન સ્તરની અંદરની અને બહારની બાજુઓ વચ્ચે તાપમાનનો તફાવત, અસમાન તાપમાન ક્ષેત્ર બનાવે છે. વધતા તાપમાન સાથે પોલિમર સામગ્રીની વિદ્યુત વાહકતા વધે છે. તેથી, ઓછી વાહકતાવાળા ઇન્સ્યુલેશન સ્તરની બહારની બાજુ ચાર્જ સંચય માટે જોખમી બને છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તીવ્રતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. તદુપરાંત, તાપમાનના ગ્રેડિએન્ટ્સ મોટી સંખ્યામાં સ્પેસ ચાર્જના ઇન્જેક્શન અને સ્થળાંતરનું કારણ બને છે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને વધુ વિકૃત કરે છે. તાપમાનનો ઢાળ જેટલો વધારે છે, તેટલું વધુ જગ્યા ચાર્જ સંચય થાય છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની વિકૃતિને તીવ્ર બનાવે છે. અગાઉ ચર્ચા કર્યા મુજબ, ઉચ્ચ તાપમાન, સ્પેસ ચાર્જ સંચય અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની વિકૃતિ ડીસી કેબલ્સની સામાન્ય કામગીરી અને સેવા જીવનને અસર કરે છે. તેથી, ડીસી કેબલ્સની સલામત કામગીરી અને લાંબા સમય સુધી સેવા જીવનને સુનિશ્ચિત કરવા માટે પીપીની થર્મલ વાહકતામાં સુધારો કરવો જરૂરી છે.