核心詞：JHS 潛水泵 專用 電纜 JHS 防水電纜 
　　超導(dǎo)材料獨(dú)特的零電阻特性和完全抗磁性,使其在強(qiáng)電、弱電、軌道交通等諸多領(lǐng)域應(yīng)用前景良好。至今,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了包括元素、合金和化合物在內(nèi)的超過2000種超導(dǎo)體,應(yīng)用較多的是以鈮鈦、鈮三錫為代表的低溫超導(dǎo)材料和以鉍系、釔系銅氧化物為代表的高溫超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料臨界轉(zhuǎn)變溫度較低,需要使用價格昂貴的液氦作為制冷劑;高溫超導(dǎo)材料可以使用價格低廉的液氮作為制冷劑,實(shí)用性得到了極大提高。使用高溫超導(dǎo)材料作為導(dǎo)體的超導(dǎo)電纜具有大容量、低損耗、環(huán)境友好等特點(diǎn),可以有效替代以銅為主要輸電媒介的傳統(tǒng)輸電線纜,對于城市電網(wǎng)建設(shè)具有重要意義。室溫絕緣電纜是將電絕緣層置于低溫恒溫器之外,其工作溫度在室溫范圍,礦用電纜因此可以選用可靠性較高的常規(guī)電纜絕緣材料。冷絕緣超導(dǎo)電纜以超導(dǎo)材料作為磁屏蔽層,可以減小渦流損耗,降低運(yùn)行成本;但是由于工作環(huán)境為液氮溫區(qū),因此對于絕緣材料的低溫綜合性能要求很高。對于室溫絕緣超導(dǎo)電纜,一般采用擠包型絕緣,擠包型絕緣可以減少絕緣中間隙,降低局部放電。與聚乙烯相比,交聯(lián)聚乙烯的耐老化性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能更好,脆化溫度低于聚乙烯(交聯(lián)聚乙烯:-76°C,聚乙烯:-70°C)。交聯(lián)聚乙烯的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值和聚乙烯相近,而絕緣電阻較大。在室溫條件下,交聯(lián)聚乙烯的電阻率高于1016Ω·cm,介電常數(shù)為2.3,介質(zhì)損耗角正切值為5.0×10-4。
　　1、JHS潛水泵專用電纜JHS防腐蝕防水電纜:EPDM的電阻率為1015-1016Ω·cm
　　在室溫條件下,乙丙橡膠的電阻率為1015～1016Ω·cm,介電常數(shù)為2.6,介質(zhì)損耗角正切值為4.0×10-3。相比于聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯,乙丙橡膠在室溫和液氮溫度下的介質(zhì)損耗較大。但是,乙丙橡膠的低溫機(jī)械性能好于聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯,在液氦溫度下也不會開裂。其中,聚丙烯層壓紙?jiān)谝旱獪囟认碌木C合性能較為理想,目前成為冷絕緣超導(dǎo)電纜首選的絕緣材料。對于冷絕緣超導(dǎo)電纜,一般采用繞包型絕緣。繞包型絕緣的介質(zhì)損耗較小,而且由于其絕緣層間浸有液氮,可以有效降低局部放電量。2005年之后,更多的研究圍繞冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜展開,表1中列出了相關(guān)研究項(xiàng)目。聚酰亞胺是以四羧酸二酐和芳香二胺單體為原料,通過酰胺化和亞胺化合成的聚合物。
　　2、JHS潛水泵專用電纜JHS防腐蝕防水電纜:擊穿場強(qiáng)大于150kv/mm
　　聚酰亞胺薄膜在室溫到液氦溫度范圍內(nèi)的介電常數(shù)在3.0～3.2之間,介質(zhì)損耗角正切值在10-4～10-3之間,在液氮溫度下的電阻率為2.0×1017Ω·cm,擊穿場強(qiáng)高于150kV/mm。同時,聚酰亞胺還具有較好的耐電暈性和抗張強(qiáng)度。但聚酰亞胺的介電常數(shù)相對較高,通過引入氟原子、脂肪族結(jié)構(gòu)單元、硅氧基團(tuán)可以不同程度地降低其介電常數(shù)。聚芳酰胺紙由杜邦公司研制,以聚間苯二甲酰間苯二胺短纖維和漿粕纖維為原料,通過濕法抄紙、干燥熱軋制得。Nomex在液氮溫度下的介電常數(shù)為3.1,介質(zhì)損耗角正切值為1.0×10-3,擊穿場強(qiáng)為35kV/mm。我國自主生產(chǎn)的間位芳綸絕緣紙(芳綸131生產(chǎn)技術(shù)基本成熟,但在均勻性和強(qiáng)度方面尚有不足。在液氮溫度下,PPLP的電阻率為2.9×1016Ω·cm,介電常數(shù)為2.21,介質(zhì)損耗角正切值在1.0×10-4以下,擊穿場強(qiáng)達(dá)到103.78kV/mm。此外,PPLP在低溫下還具有良好的機(jī)械性能和絕緣性能,是一類適合于冷絕緣超導(dǎo)電纜的絕緣材料。

復(fù)合絕緣材料各相之間具有協(xié)同效應(yīng),可以彌補(bǔ)單一材料的性能不足。目前,復(fù)合絕緣材料主要包括以聚乙烯、聚酰亞胺等為基體,二氧化硅、氧化鋁為無機(jī)填料的復(fù)合材料。聚乙烯內(nèi)部積聚的空間電荷會引起樹枝化等絕緣老化現(xiàn)象,通過添加無機(jī)填料可以吸引、捕獲載流子,使得絕緣中的載流子密度可以均勻分布,從而消除空間電荷。在工作溫度范圍之內(nèi),聚乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的電阻率為×1016Ω·cm,高于相同溫度范圍內(nèi)聚乙烯的電阻率。蒙脫土具有高表面能,載流子在遷移過程中為界面所捕獲,載流子遷移率的降低使得復(fù)合絕緣材料的電阻率增加。在低密度聚乙烯中填充不同含量的納米二氧化硅,可以有效提高聚乙烯的擊穿場強(qiáng),而且隨著納米二氧化硅含量的增加,復(fù)合材料的擊穿場強(qiáng)呈升高趨勢。無機(jī)納米粒子的添加使聚乙烯內(nèi)部的分子之間形成較強(qiáng)的相互作用,使載流子在復(fù)合材料中均勻分布,對載流子輸運(yùn)的限制提高了材料的擊穿場強(qiáng)。聚酰亞胺具有較好的耐電暈性,但是還不能滿足實(shí)際的應(yīng)用要求,通過添加無機(jī)納米顆粒可使其耐電暈性得到進(jìn)一步提高。衷敬和采用溶膠-凝膠法制備了聚酰亞胺/二氧化硅復(fù)合薄膜并對其絕緣性能進(jìn)行了研究。
　　3、JHS潛水泵專用電纜JHS防腐蝕防水電纜:但摻雜復(fù)合薄膜的耐電暈性能優(yōu)于聚酰亞胺薄膜
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著二氧化硅含量的增加,復(fù)合薄膜的電阻率略有下降;但與聚酰亞胺薄膜相比,摻雜后的復(fù)合薄膜具有更好的耐電暈性。
　　4、JHS潛水泵專用電纜JHS防腐蝕防水電纜:二氧化硅的加入可以形成聚酰亞胺分子間的連接
　　二氧化硅的添加可以使聚酰亞胺分子之間形成連接,有助于局部電荷的轉(zhuǎn)移,從而避免電荷積聚引起的電暈擊穿。王曉琳制備了聚酰亞胺/二氧化硅-氧化鋁復(fù)合薄膜,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在二氧化硅含量為20wt%時,復(fù)合薄膜的耐電暈時間為26.4h,為聚酰亞胺薄膜的14倍。超導(dǎo)材料在強(qiáng)電領(lǐng)域的應(yīng)用,有望克服世界范圍內(nèi)日益嚴(yán)重的能源短缺問題。對于高溫超導(dǎo)電纜而言,絕緣材料的研究和應(yīng)用是其實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　5、JHS潛水泵專用電纜JHS防腐蝕防水電纜:適合超導(dǎo)電纜本體的絕緣要求
　　在室溫和液氮溫度下,交聯(lián)聚乙烯和聚丙烯層壓紙分別具有較為理想的綜合性能,適用于超導(dǎo)電纜本體的絕緣要求。
　　6、JHS潛水泵專用電纜JHS防腐蝕防水電纜:這是提高絕緣材料性能
　　在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高絕緣材料的性能,制備聚合物/納米粉體復(fù)合材料是有效途徑之一。
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