Analisi chimica ed elettrica di sistemi isolanti a base di polipropilene con diversi antistatici per applicazioni in cavi di trasmissione HVDC

La crescente diffusione delle fonti energetiche rinnovabili rende necessario il trasporto di grandi quantità di energia su lunghe distanze. La trasmissione in alta tensione in corrente continua (HVDC) si sta imponendo come soluzione rispetto alla tradizionale corrente alternata. I sistemi di trasmissione HVDC via cavo sotterraneo richiedono materiali isolanti ad elevate prestazioni elettriche, termiche e meccaniche. Il materiale isolante attualmente più diffuso per applicazioni HVDC è il polietilene reticolato (XLPE), che tuttavia presenta limitazioni significative tra cui la formazione di sottoprodotti indesiderati della reazione di reticolazione e scarse proprietà meccaniche. Il polipropilene si configura come uno dei candidati più promettenti per sostituire l'XLPE. Le caratteristiche del polimero possono essere migliorate anche grazie all’aggiunta di additivi specifici. Il presente lavoro di tesi magistrale si inserisce in questo contesto e ha come obiettivo la caratterizzazione chimica ed elettrica di materiali isolanti innovativi a base di polipropilene additivati con agenti antistatici, con lo scopo di valutarne l'idoneità per applicazioni in cavi di trasmissione HVDC. Sono state studiate due famiglie di antistatici a base di esteri del glicerolo. È stata effettuata una caratterizzazione elettrica e chimica dei materiali analizzati, che ha incluso: prove di rigidità dielettrica al breakdown; spettroscopia dielettrica per la determinazione della parte reale della permettività e del fattore di perdita tanδ; misure di conducibilità in corrente continua; misure di accumulo di carica di spazio; misure di profondità e densità di trappole; prove di accumulo di carica elettrostatica; prove di calorimetria a scansione differenziale; spettroscopia infrarossa con trasformata di Fourier.