超导材料具有零电阻和完全抗磁性。用超导材料作为导体的超导电缆具有高电容和低损耗。据各种隔离结构中,超导电缆可以分成绝缘至环境温度并保温靠在froid.En由于在工作温度范围内的差,合适的绝缘应该被选中。文在国内外文献的基础上,介绍了超导电缆绝缘材料的研究进展及其发展前景。键词:超导电缆;绝缘材料;绝缘性能中图分类号:TM21文件编号:A文章编号:2095至2945年的独特功能(2017)27-0191-02介绍零电阻和完全抗磁电阻的超导材料,具有良好的发展前景在许多领域,如强电,弱电和轨道交通。目前为止,已经发现超过2000类型包括元素,合金和composés.Les由钡 - 钛和锑 - 氚表示低温超导材料超导体主要由镧系元素的氧化物的和镧系元素铜。温超导材料。温超导材料的临界转变温度低,必须使用昂贵的液氦作为制冷剂;高温超导材料可以使用低成本的液氮作为冷却剂,这大大提高了功能性。用高温超导体作为导体材料的超导电缆具有高容量,低损失,尊重环境的特点,并能有效地替换铜传统传输电缆,传输的主要手段,这是对城市网络建设非常重要。
温超导电缆可根据其绝缘介质的工作温度分为室温绝缘和冷绝缘[1]。境温度的绝缘电缆被布置在低温恒温器外有电绝缘层,操作温度在环境温度范围内,使用户可以选择定期电缆绝缘可靠性高。绝缘超导电缆使用超导材料作为磁屏蔽层,这可以减少涡流损耗和操作成本。
而,由于工作环境是液氮的温度区域,所以绝缘材料在低温下的性能非常高。室温下通常是在绝缘材料中使用的室温下的超导电缆的热绝缘的绝缘超导电缆是聚乙烯,交联聚乙烯和乙烯 - 丙烯橡胶。于超导电缆,在室温下绝缘,挤出型绝缘的使用量和挤出的类型的绝缘可以减少在绝缘间隙和减小局部放电。联聚乙烯可以通过高能辐射交联交联聚乙烯聚乙烯或通过添加交联剂来获得。比聚乙烯,交联聚乙烯具有较好的耐老化和环境应力开裂和脆化温度比聚乙烯的较低的(XLPE:-76℃,聚乙烯:-70℃)。联聚乙烯的介电常数和介电损耗角正切与聚乙烯类似,绝缘电阻大。室温下,交联聚乙烯的电阻率大于1016Ω.cm,介电常数为2.3,介电损耗角正切为5.0×10-4 [2]。烯 - 丙烯橡胶乙烯 - 丙烯橡胶是通过乙烯和丙烯的共聚合获得的二元共聚物。室温下,将乙烯丙烯橡胶的电阻率是1015和.OMEGA..cm之间1016,介电常数等于2.6并且介电损耗角正切为等于4.0×10-3 [2 ]。聚乙烯和交联聚乙烯相比,乙烯 - 丙烯橡胶在室温和液氮温度下具有显着的介电损耗。而,乙烯 - 丙烯橡胶具有比聚乙烯和交联聚乙烯更低的机械性能,并且在液氦温度下不会破裂。于冷绝缘的超导电缆用于冷绝缘超导电缆的绝缘材料主要是聚酰亚胺,芳纶纸和层压聚丙烯纸。这些中,在液氮的温度层压纸聚丙烯的整体性能是理想的,并且它已成为优选的绝缘材料绝缘的冷超导电缆。于冷绝缘超导电缆,通常使用包裹绝缘。裹的绝缘体的介电损耗低,并且通过在绝缘层之间浸渍液氮可以有效地减少局部放电。2005年以后,对冷绝缘高温超导电缆进行了额外的研究。1列出了相关的研究项目。酰亚胺聚酰亚胺是使用四羧酸二酐和二胺芳族单体作为原料通过酰胺化和酰亚胺化合成的聚合物。酰亚胺薄膜在室温下的介电常数在3.0和3.2之间,液氦的温度,介电损耗角正切在10-4和10-3之间,电阻率为2,在液氮温度下为0。
×1017Ω·cm,击穿场强大于150 kV / mm [2]。时,聚酰亚胺还具有良好的冠和拉伸强度。而,
矿用电缆 聚酰亚胺的介电常数相对较高,并且通过引入氟原子,脂族结构单元或甲硅烷氧基可以在一定程度上降低介电常数。
邦公司已经开发出基于芳族聚酰胺(Nomex纤维)聚酰胺纸,从通过造纸湿和热轧得到的聚间亚苯基间苯二甲酰胺和纸浆纤维的短纤维开始秒。
Nomex在液氮温度下的介电常数为3.1,介电损耗角正切为1.0×10-3,击穿场强为35 kV / mm [2]。国的间位芳纶(芳纶1313)绝缘纸生产技术基本上已经成熟,但在均匀性和强度上仍存在一些差距。丙烯层压纸聚丙烯层压纸(PPLP)是由日本住友公司开发的绝缘材料,其使用多孔纸浆材料和聚丙烯膜作为原料。
液氮的温度,PPLP的电阻率是2.9×1016欧姆 - 厘米,介电常数为2.21,介质损耗角正切小于1.0×10-4和击穿场强为103.78 kV / mm [2]。外,PPLP在低温下具有良好的机械和绝缘性能,是一种适用于冷绝缘超导电缆的绝缘材料。合绝缘材料在复合绝缘材料的相之间具有协同效应,这可以补偿绝缘材料的不足性能。
前,复合绝缘材料主要包括聚乙烯,聚酰亚胺等作为基质的复合材料,以及作为无机填料的二氧化硅和氧化铝。复合聚乙烯的累积空间电荷可能导致绝缘老化如dendrite.En添加无机填料的现象,载体可以被吸引并捕集,从而在绝缘载流子密度可以均匀分布,消除空间电荷。工作温度范围(70℃至90℃),聚乙烯纳米复合材料的电阻率/蒙脱石[3]为(2.0〜10.0)×1016Ω·cm时,上述相同的范围内的聚乙烯的温度电阻率。脱石具有高的表面能量和载流子被在迁移过程中的界面捕获,降低载流子迁移增加了复合绝缘材料的电阻率。充低密度聚乙烯与纳米二氧化硅[4]的含量不同可有效地提高到聚乙烯击穿电场阻力,从而能够与纳米二氧化硅含量的增加,复合材料区域的增加分解的电阻。势添加无机纳米粒子创建聚乙烯,这允许运营商在整个复合均匀地分布内的分子间的强相互作用,和媒体传输的限制增加的击穿场的强度材料。酰亚胺复合聚酰亚胺具有较好的冠强度,但不能满足应用的实际要求。机纳米粒子的加入可进一步提高其对冠的抵抗力。受到尊重,[5]采用溶胶 - 凝胶法制备了聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜,并研究了其绝缘性能。验结果表明,该复合膜的电阻率略微随着二氧化硅含量然而,减小,与聚酰亚胺膜,所述复合膜具有掺杂到冠更好的电阻进行比较。加入二氧化硅的可形成聚酰亚胺分子之间的结合,从而促进局部载荷的传递,从而避免导致的电晕电荷积累的分解。晓麟[6]中制备的复合聚酰亚胺膜/氧化硅 - 氧化铝的实验结果表明,该复合膜具有的电阻的时间来26,4h的表把20重量%的二氧化硅含量,其是聚酰亚胺。影的14倍。论和展望超导材料在高压领域的应用有望克服世界上日益增长的能源短缺问题。于高温超导电缆,绝缘材料的研究和应用是其实际应用的关键技术之一。室温和液氮温度下,交联聚乙烯和聚丙烯层压纸具有理想的整体性能,适合超导电缆体的绝缘要求。是改善现有材料的绝缘材料性能和制备聚合物/纳米粉末复合材料的有效方法之一。
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