Polymer dielectrics for HVDC cable accessories
- Reference number
- SM14-0034
- Start and end dates
- 150101-161231
- Amount granted
- 913 000 SEK
- Administrative organization
- ABB Power Grids Research
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
A general tendency has been that the electrical insulation in the systems for power transmission and distribution become exposed to higher electric, thermal, mechanical and environmental stresses. Nanostructured polymeric materials provide a great number of opportunities in this context, where desired dielectrical properties can be designed from a molecular level. The objective is to develop new types of resistive field grading materials for use in HVDC cable accessories, allowing more compact and reliable designs. The materials are based on surface-modified inorganic semiconducting nanoparticles or graphene oxide dispersed in a polymer matrix. In order to reach this goal, detailed knowledge of the relation between the material morphology and the measured conductivity is of great importance. A second objective is thus to develop/use a computational toolbox giving a detailed understanding of the fundamental conduction mechanism which enables the prediction of electric properties of polymer nanocomposites, exposed to high voltage direct current.
Popular science description
Det är en allmän trend att den elektriska isolationen i system för överföring och distribution av elkraft utsätts för allt högre elektriska, termiska, mekaniska och miljömässiga påfrestningar. Nanostrukturerade polymera materal erbjuder nya lösningar i detta sammanhang, då önskvärda dielektriska egenskaper kan skräddarsys från en molekylär nivå. Målet är att utveckla nya typer av resistiva, elektriskt fältstyrande material som kan leda till mer kompakta och tillförlitliga HVDC kabeltillbehör (skarvar och avslut). Dessa material är baserade på ytmodifierade oorganiska, halvledande nanopartiklar eller grafen oxid, blandat i en polymer matris. För att uppnå detta mål krävs en detaljerad kunskap om relationen mellan material struktur och de uppmätta dielektriska egenskaperna. Ett sekundärt mål är därför att utveckla och använda en datoriserad 'verktygslåda' vilket ger en viktig förståelse av de grundläggande elektriska ledningsmekanismerna som ligger till grund för att förutsäga de elektriska egenskaperna av polymera nanokompositer som exponeras för högspänd likström.