Accelerated aging tests of electrical insulating materials

Abstract

Rychlý technologický pokrok v posledních letech zvýšil obavy o kapacitu naší současné elektrické distribuční soustavy. S rostoucí poptávkou po elektřině je nezbytné zajistit, aby naše elektrické distribuční systémy byly odolné, přizpůsobivé a spolehlivé pro vyvíjející se potřeby nové generace elektrických technologií. Cílem této disertační práce je řešit tento problém a přispět k budoucím technologickým řešením prostřednictvím hypotézy, že samoregenerační funkce v elektroizolačních materiálech může potlačit stárnutí a prodloužit životnost elektrických distribučních systémů. Pro řešení tohoto komplexního tématu byly nejmodernější samoregenerační polymery vyvinuté pro obecné účely podrobeny komplexnímu experimentálnímu zkoumání a testům zrychleného stárnutí za účelem posouzení jejich dielektrických vlastností. Kromě toho byly tyto polymery vystaveny podmínkám vysokého napětí (zvýšené úrovně elektrického napětí), aby se vyvolaly rychlé degradační procesy a sledovalo se jejich chování při stárnutí. Jejich vlastnosti byly porovnány s vlastnostmi běžně používaného izolačního materiálu pro vysokonapěťové aplikace a výsledky byly shrnuty. Výsledky hodnocení ukazují, že samoregenerační materiály mají slibný potenciál jako izolační materiály ve vysokonapěťovém průmyslu, zejména pro specifické typy kabelů. Ideální izolační řešení by mohlo mít vícevrstvou sendvičovou strukturu se samoregeneračním materiálem umístěným mezi dvěma vrstvami polyethylenové fólie. Tento návrh vychází ze skutečnosti, že zesíťovaný polyethylen se běžně používá ve vysokonapěťových izolacích díky svým vynikajícím dielektrickým, mechanickým a tepelným vlastnostem a také stabilitě při působení chemických látek, jako jsou oleje, maziva a rozpouštědla. Zesíťovaný polyethylen však čelí běžným problémům, jako jsou částečné výboje a elektrické stromy, což vede k mechanickému poškození a celkovému stárnutí izolace. Souhrnně lze říct, že tyto poznatky nabízejí nový pohled na praktické využití samoregeneračních materiálů v elektrických energetických systémech. Využití těchto nových materiálů by mohlo připravit půdu pro budoucí pokrok a zvýšit spolehlivost a udržitelnost elektrické infrastruktury. Kromě toho by mohly omezit stárnutí celého elektroizolačního systému vzhledem ke svým samoregeneračním mechanismům, které kontinuálně opravují mikropoškození a zabraňují pronikání vlhkosti a nečistot do izolace.