Bu çalışma, orta gerilim güç kablolarında kullanılan Çapraz Bağlı Polietilen (XLPE) ve Polivinil Klorür (PVC) malzemelerin çeşitli çevresel faktörlere maruz kaldığında gösterdikleri yaşlanma davranışlarını inceler. Enerji iletim sistemlerinin güvenilirliği ve sürdürülebilirliği için bu malzemelerin performansı kritik öneme sahiptir. Araştırmamızda, Uo/U 3,6/6 (7,2) kV nominal gerilime sahip, bakır iletkenli ve 0,92 g/cm³ yoğunluklu, 2,5 g/10 min eriyik akış indeksine (MFI) sahip Düşük Yoğunluklu Polietilen (LDPE) bazlı üretilen XLPE malzeme ve PVC bazlı kılıf malzemesi kullanılarak imal edilen kablo numuneleri test edilmiştir.
Numuneler, hava sirkülasyonlu fırınlarda 100 ℃, 125 ℃ ve 138 ℃ sıcaklıklarda 24-168 saat aralıklarında termal olarak yaşlandırılmıştır. Bazı numuneler ayrıca %3,4 tuzluluğa ve 7,8 pH değerine sahip deniz suyunda 1 ay süreyle bekletilmiştir. Yaşlanma ve deniz suyu maruziyetinin etkileri, mekanik, fiziksel ve fizikokimyasal analizlerle değerlendirilmiştir. Mekanik değişimler, Zwick Roell Z005 cihazıyla yapılan çekme testleriyle, kimyasal değişimler Fourier dönüşümü kızılötesi spektrumu (FTIR) ile, kristallik oranı ve erime sıcaklığı ise Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ile incelenmiştir.
Bulgular, XLPE ve PVC'nin termal yaşlandırmadan ve deniz suyu maruziyetinden sonra mekanik ve kimyasal özelliklerinde önemli değişimler olduğunu göstermiştir. XLPE için kopma mukavemeti normalde 21,77 MPa iken, en yüksek sıcaklıkta ve en uzun sürede maruz kaldıktan sonra 16,70 MPa'ya, PVC ise 14,53 MPa'dan 12,8 MPa'ya düşmüştür. Bu, sırasıyla %23,29 ve %11.91'lik bir azalmaya işaret etmektedir. FTIR ve DSC analizleri de yaşlanma ve su maruziyetine bağlı kimyasal değişimleri doğrulamıştır.
Sonuç olarak, enerji iletim sistemlerinin tasarımı ve bakımı alanında bu bulgular, değerli katkılar sunmakta ve gelecekteki malzeme seçimleri için önemli bilgiler sağlamaktadır. ORCID NO: 0000-0002-9675-029X
Anahtar Kelimeler: Güç Kabloları, Termal Yaşlanma, Orta Gerilim Güç Kabloları, Deniz Suyu Etkileri, XLPE ve PVC
|
