环氧浸渍纸复合材料与环氧树脂固化特性差异性研究

为研究皱纹纸对环氧树脂固化特性的影响,采用差示扫描量热法(DSC)分析了环氧树脂与环氧浸渍纸体系的固化过程.利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Malek法计算得到了固化反应动力学模型参数.结果表明:环氧树脂与环氧浸渍纸体系的固化反应均符合自催化动力学模型.皱纹纸内部的羟基对环氧树脂的固化有促进作用,致使固化反应活化能降低,但皱纹纸的束缚作用导致频率因子和反应级数降低,使得环氧浸渍纸的固化速率低于环氧树脂的固化速率.相同温度下,环氧浸渍纸固化需要更长时间.     

脂环族环氧树脂绝缘子内部固化反应与温度场数值分析

脂环族环氧树脂绝缘子成型过程中温度分布不均匀、内部固化不一致是产生内应力的重要原因。为研究脂环族环氧树脂固化特性与绝缘子内部温度场分布,采用差示扫描量热法(DSC)分析了其固化过程。利用Ozawa-Flynn-Wall、Friedman-Reich-Levi以及Malek方法计算得到了固化反应动力学模型参数。通过与实验数据对比,模型计算值与实测值相符,证明了模型的正确性。结合瞬态传热模型研究了绝缘子固化过程中内部温度场分布。结果发现,脂环族环氧树脂固化过程属于放热反应,反应机理符合自催化模型,固化过程可分为慢–快–慢3个阶段。绝缘子在固化过程中内部温度分布差异明显,伞裙结构的存在使得热传导滞后效应更加突出。固化初期,伞裙根部温度严重滞后其他部位,固化后期,绝缘子内部放热剧烈,伞裙内部出现"温度过冲"。伞裙根部倒角处温度分布梯度最大,很容易出现固化收缩不一致,从而产生严重的内应力。降低固化温度,增大伞裙根部倒角,可以有效改善温度不均匀分布,提高绝缘子产品性能。     

四乙基溴化铵对环氧酸酐体系反应特性研究

研究了以双酚A缩水甘油醚(EP)为基体,甲基六氢苯酐(MHHPA)为固化剂,四乙基溴化铵为促进剂的环氧树脂体系的反应特性。通过动态DSC曲线放热峰的位置和形状,发现四乙基溴化铵能有效地促进酸酐固化环氧的反应并且降低起始反应温度。同时,用DSC不同升温速率扫描该体系固化反应过程,利用Kiss-inger和Crane方程进行动力学分析,计算动力学参数。并且通过对体系转化率的测定,验证该树脂体系作为发电机浸渍使用时的工艺准确性和合理性。     

用热电法研究环氧胶的固化

本文介绍了热电法(电导法)的实验设备.用热电法研究了环氧胶的固化.解释了热电试验曲线,找出了度量固化速度、固化深度的参数,并对固化反应动力学参数进行了测量.文中还对热电法与热差法的试验特征值进行比较,证明热电法对低温固化测量的灵敏度比热差法高.用热电法研究固化具有灵敏度高、重复性好等一系列优点,它对生产中选择工艺参数和鉴定环氧胶的质量有实用价值.     

直流电场下盆式绝缘子体积电导率对其表面电荷积聚特性的影响

综合考虑直流GIL内部的传热及电荷积聚过程,研究建立了直流GIL电-热多物理场耦合模型.基于该模型,仿真计算了直流电应力和热应力耦合作用下,绝缘材料体积电导率对盆式绝缘子表面电荷积聚特性的影响规律.结果表明:将现有交流盆式绝缘子典型绝缘材料的体积电导率减小两个数量级,可以有效抑制绝缘子表面电荷积聚,但若过度减小绝缘材料的体积电导率反而会加剧盆式绝缘子的表面电荷积聚.     

温度对直流GIL绝缘子电荷积聚特性的影响

研究直流电压下绝缘子表面电荷积聚问题对于推进直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)的发展至关重要。现有试验研究中均未考虑温度对电荷积聚的影响,难以获得用于实际工程中的直流GIL绝缘子电荷积聚情况。而仿真计算仅从理论上分析了温度对电荷积聚的影响规律,尚缺乏有效的实验验证。为了解决上述问题,该文设计了可模拟直流GIL导杆发热现象的绝缘子表面电位测量试验平台,并设计了同轴圆柱结构试验模型。研制了紧凑型静电位测量系统对不同温度下绝缘子的表面电位进行了测量,掌握了直流GIL导杆温度对绝缘子电荷积聚特性的影响。试验结果表明:当中心电极温度由室温升高至70℃时,在正极性电压作用下,绝缘子平均表面电位由278V增大至1670V(501%);在负极性电压作用下,绝缘子平均表面电位为负,绝对值由460V增大至1507V(228%)。因此,在进行绝缘优化设计时,需要考虑温度的影响,该研究可为直流GIL绝缘优化设计提供参考。     

环氧树脂固化反应的DSC研究

本文通过DSC对环氧树脂—酸酐体系,采用长链酸酐增韧之后的反应动力学和固化反应热效应进行分析,得出固化程度与反应时间及温度的关系。环氧——酸酐体系固化反应的DSC研究表明:其固化反应活化能为42.10kcol/mol。     

气体绝缘金属封闭输电线路地震响应的薄弱部位及其响应规律

针对地震中气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的潜在故障问题,基于海南昌江某项目220 kV GIL物理结构,建立了三相输电管道水平敷设下的3维有限元模型,并提出依据现行设计规范模拟GIL地震响应的分析方法。首先通过模态分析获得了GIL结构的振型特性,利用反应谱分析方法研究了不同地震反应谱激励下GIL地震响应的薄弱部位;然后对不同地震激励下GIL的抗震性能进行了具体评估,并进一步对GIL薄弱部位的地震响应规律进行分析总结。结果表明:建模所依据的220 kV GIL输电管道结构能够耐受6度的地震烈度,但对于7度及以上的地震烈度,其有损坏的可能;绝缘子和导体是GIL结构地震响应的薄弱部位;合理选取绝缘子和导体的机械参数能有效提高GIL的抗震能力。     

特高压直流GIL盆式绝缘子表面电荷分布特性仿真研究

为了满足大容量长距离输电的要求,近年来,中国加快特高压直流输电工程的建设,对气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal-enclosed transmission lines,GIL)的需求日益迫切。限制直流GIL实际投运的关键壁垒之一是绝缘子表面积聚的电荷会增加沿面闪络电压降低的概率,故研究特高压直流GIL盆式绝缘子表面电荷分布特性存在必要性。因此,基于SF_6气体中正负离子的输运方程,利用COMSOL Multiphysics建立了真型特高压直流GIL盆式绝缘子表面电荷积聚模型,分别研究了电压幅值和电压极性对绝缘子表面电荷分布特性的影响规律以及气固界面电荷对GIL试验单元空间电场分布的影响规律。从仿真结果可知,正负电荷在盆式绝缘子内外侧均有分布,但分布特性存在一定的差异,外施电压为-800 kV时,最大正负电荷密度分别出现在绝缘子的外表面和内表面,数值分别为+19.64μC·m~(-2)和-22.93μC·m~(-2);表面电荷的积聚程度和高场强区域面积均与电压幅值呈正相关;仿真结果还表明绝缘子沿面耐受电压具有极性效应,即负极性直流耐受电压较低。     

双马来酰亚胺改性环氧酸酐体系的固化动力学及其热性能研究

采用一种能溶于双酚A环氧树脂的双马来酰亚胺(BMI)改性环氧酸酐体系。利用DSC分析了改性树脂体系的固化反应及其动力学,通过TGA分析了BMI含量对环氧酸酐体系热稳定性的影响。结果表明:采用非等温DSC研究体系的固化动力学,固化反应的表观活化能ΔE为60.76 kJ/mol;固化反应级数n为0.94。随着体系中BMI含量的增加,体系的热分解温度逐渐提高,当BMI的含量大于40%时,体系的耐热性显著提高。