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新型绝缘添加剂可显著改善高压输电线缆的性能

  在风力涡轮机等可再生能源得到日渐重视的当下,我们还需解决将电力传输到远方城市所面临的一系列问题。一方面,受金属线材电阻特性的影响,传输距离越远、线路的损耗就越大。为此,电网公司已经普遍采用了高压输电的方式。 另一方面,高压电缆也面临着绝缘材料层可能破裂的考验。好消息是,瑞典查尔姆斯大学的一支科研团队,已经提出了一种有助于改善电缆性能的新方法。

  (图自: Chalmers University / Yen Strandqvist)

  具体说来是,该校科学家们找到了一种被称作 3-己基噻吩(简称 P3HT)的共轭聚合物,此前该材料曾被用于替代视网膜、以及更实惠高效的光伏发电板等应用。

  研究配图 - 1:HVDC 线缆示意图 / P3HT:LDPE 混合物的制备

  在近日发表于《先进材料》( Advanced Materials )期刊上的一篇论文中,研究人员提到了如何将 P3HT 添加到已被广泛用于高压电缆绝缘的聚乙烯材料中。

  研究配图 - 2:P3HT:LDPE 的单晶相特性

  惊奇的是,即使比例低至百万分之五,这种复合材料也有助于极大地改善成品电缆的性能。测试结果表明,其导电率仅为纯聚乙烯绝缘材料的 1/3 。

  研究配图 - 3:P3HT:LDPE 共混物的高压直流电导率

  虽然此前已经探索过用其它添加剂来降低导电率,但它们的用量都相当之大。相比之下,通过为现有的 HVDC 电缆简单添加少量的 P3HT,即可大幅提升耐压上限。如此一来,高压电网也可进一步减少损耗。

  研究配图 - 4:70℃ 条件下的 LDPE 与 P3HT:LDPE 板的空间电荷分布

  查尔姆斯大学首席科学家 Christian Müller 教授表示:“我们希望这项研究能够真正开辟一个全新的研究领域,激励其它研究人员设计并优化具有先进电性能的塑料,以造福能量传输和储存应用”。

  【来源:cnBeta.COM】

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