Исследователи Технологического университета Чалмерса вместе с компанией Borealis обнаружили, что пластмассовая изоляция, используемая в силовых высоковольтных кабелях, может выдерживать напряжение выше на 26%, если добавить в ее состав фуллерены – одну из форм углерода нанометрового размера. Это может привести к огромному повышению эффективности энергосистем будущего.

 Исследователи из Технологического университета Чалмерса совместно с компанией Borealis (Швеция) нашли мощный метод для снижения потерь энергии в кабелях переменного тока. Результаты были недавно опубликованы в журнале Advanced Materials.

Исследователи показали, что различные варианты фуллерена C60 обеспечивают надежную защиту от пробоя пластмассовой изоляции в кабелях высокого напряжения.

 Фуллерен С60.

 Рабочее напряжение в кабелях должно быть таким, чтобы предотвратить быструю деградацию изоляционного слоя. Чем выше напряжение, тем больше электронов может «просочиться» в изоляцию, тем быстрее она в итоге разрушится. Оказывается, достаточно добавить очень небольшое количество фуллерена в состав пластмассовой изоляции, чтобы она могла выдержать напряжение на 26% выше, по сравнению с материалом без добавок.

При эксплуатации силового кабеля в изоляции постепенно образуются каналы разрушения – «триинги», которые и приводят к пробою.

 Очень большой проблемой является повышение эффективности передачи энергии без увеличения толщины изоляции, а, соответственно, и общих габаритов силовых кабелей, так как они и сейчас очень тяжелые и с ними тяжело работать. Увеличение рабочего напряжения кабелей приведет к огромному повышению эффективности передачи электроэнергии во всем мире.

Сечение высоковольтного силового кабеля.

Использование добавок для защиты пластмассовой изоляции было известной концепцией с 1970-х годов, но до сих пор не было точно известно, что и как добавлять. Поэтому добавки в настоящее время для этой цели не используются вообще, а изоляционный материал изготовлен с максимально возможной степенью химической чистоты.

В последние годы, часть ученых экспериментировала с фуллеренами для их применения в электропроводящих компонентах силовых кабелей высокого напряжения. Но до сих пор не было известно, что этот наноматериал может быть полезным для изоляции.

Исследователи из Чалмерса уже показали, что фуллерены являются лучшими добавками, увеличивающими рабочее напряжение изоляции. Это означает, что они обладают хорошей способностью захватывать электроны и тем самым защищать другие молекулы изоляции от разрушения.

Следующий шаг состоит в проверке предложенного способа на полномасштабных высоковольтных кабелях переменного тока. Исследователи также опробуют методику в силовых кабелях высокого напряжения постоянного тока.

Источник: http://www.chalmers.se/en/news/Pages/Carbon-nanoballs-can-greatly-contribute-to-sustainable-energy-supply.aspx

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта