干式变压器环氧树脂热老化特性研究

为了研究干式变压器中环氧树脂在高温环境中的老化特性,将环氧树脂试样放置于100、130、160℃下的热老化环境中进行试验,对试样分别进行了质量损失、交流击穿电压与介电特性测试,并研究了质量损失率、击穿电压及介电特性等3个特征量随老化时间及老化温度的变化规律。结果表明:老化时间、温度的增加,都会使试样质量损失率、介电常数、介电损耗增大;随着老化时间的增加,击穿电压呈现增加—减少—增加—减少—增加的变化趋势,且其变化幅度随着老化温度的增加而增加。高温环境下,环氧树脂试样的分子链发生断裂而产生氧化分解,导致试样质量与击穿电压降低,试样中偶极子浓度和极化损耗增加导致介电常数与介电损耗增大。在介质损耗角正切值与质量损失率增大的过程中,试样击穿电压迅速降低,为采用质量损失、介电损耗等非破坏性试验获得的参量判断干式变压器绝缘状态提供了依据。     

绝缘封装用环氧树脂固化物的湿热老化特性

环氧树脂容易受到湿热环境的侵蚀而发生绝缘性能劣化,进而直接影响电力系统运行的安全性与稳定性.为明确环氧树脂材料在湿热环境下的介电性能变化趋势,该研究对环氧树脂固化试样进行湿热老化实验,探究老化温度对其介电性能的影响规律,并对湿热老化机理进行分析.实验结果表明:环氧树脂试样在湿热老化后因吸湿出现质量增加,水分子对环氧树脂基体的塑化作用使其玻璃化转变温度降低.湿热老化后环氧树脂的体积电阻率下降,而相对介电常数和介质损耗因数增大,低频区尤为明显.用瓦格纳热击穿理论解释了环氧树脂试样击穿现象,相对介电常数和介质损耗因数增大都会导致环氧树脂的工频交流击穿强度下降.湿热老化温度升高加速了环氧树脂的吸湿进程,使其平衡状态的吸湿量增大,造成介电性能进一步下降.     

基于高压频域介电响应的交流500kV交联聚乙烯海缆绝缘老化状态检测与分析

开展海缆绝缘性能劣化状态检测与评估是保障其安全稳定运行的重要手段。该文搭建高压频域介电响应测量平台,基于此测试分析500kV交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)新海缆和电热老化海缆的高压频域介电响应特性变化规律,并结合Dissado-Hill QDC模型对海缆高压频域介电特性变化机制进行了分析。结果表明:与新海缆相比,电热老化海缆XLPE材料的晶面间距更大,簇间极化更强,这导致同等测量电压下电热老化海缆的电容和介损值更大,其频域介电曲线随测量电压升高呈现更为明显的分层现象;电热老化海缆的介质损耗标量变化幅度平均值较小,介质损耗标量变化幅度平均值可作为海缆老化状态的表征参量,该文结果为超高压海缆绝缘老化状态检测提供了借鉴。     

环氧树脂的湿热老化特性研究

为了研究环氧树脂的湿热老化特性,对老化前后环氧树脂试样的质量变化率、红外光谱、扫描电镜图、介电特性及空间电荷特性进行对比分析。结果表明:随着湿热老化时间的增加,环氧树脂材料的质量呈现增大-减小-增大-减小的趋势,裂纹数量不断增加,材料内部发生了氧化反应。在湿热环境下,环氧树脂材料裂解产生的游离小分子与吸收的水分子含量处于动态变化中,使得其介电常数实部(ε′)随着老化时间的增加呈现增大-减小-增大的趋势,而介电常数虚部(ε″)则呈现增大-减小-增大-减小-增大的趋势。利用Debye方程对ε″进行拟合,发现水分分布均匀度对材料的电导损耗具有很大影响,游离小分子含量、吸湿量与极化损耗呈正相关。湿热老化环氧树脂试样干燥后,其ε′和ε″相比老化前均有所减小。但由于其内部结构遭到破坏,不能完全恢复原有电气性能。随着老化时间的增加,环氧树脂材料内部残余空间电荷总量的衰减速率减缓,残留电荷总量增加。     

退役高压电缆附件绝缘状态及理化性能分析

为了探究长期服役对高压电缆附件老化状态的影响,研究退役电缆附件的绝缘特性及理化性能.以三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶(SIR)两种退役电缆附件绝缘为研究对象,测试其力学性能、微观结构及化学成分,测试并分析其介电性能和绝缘状态.结果表明,EPDM样品中C?O?C键的出现以及SIR样品分子链上有机基团的减少可作为电缆附件绝缘老化的标志,附件的绝缘老化在宏观上表现为力学特性的下降;经历老化或击穿事故的电缆附件,其分子链在电、热等综合作用下断裂成小分子,小分子可能重结晶,导致样品晶型及聚集状态的改变;经历严重老化的电缆附件,其介电性能发生明显劣化.样品理化性能及介电性能的改变可基本反映电缆附件的绝缘及老化状态.     

10kV交联聚乙烯电缆加速电老化特性研究

在电应力长期作用下,XLPE电缆易发生绝缘老化.为研究XLPE电缆的电老化特性,对10 kV XLPE电缆进行加速电老化实验,并对老化前后样本进行理化性能及介电性能测试.结果表明:电老化后XLPE结晶度明显降低,熔融峰特征温度出现小幅下降;XLPE亚甲基含量有所上升,材料内部出现碳碳双键;PDC测试结果表明,电老化后样品极化电流和去极化电流均有所上升,XLPE电导率和低频介质损耗明显增加.由此可知,高能电子撞击使XLPE分子链发生化学键断裂,从而造成小分子链数量增多以及结晶区破坏,进而导致材料的理化性能和介电性能下降.     

聚丙烯薄膜在高温区的电击穿

研究了聚丙烯薄膜在高温区施加直流电压击穿。在室温以上,环氧树脂模注样品的电击穿,热过程起着支配作用。对非模注样品,电气机械变形过程也起着重要作用,这种作用由在施加电压的情况下样品表面反射的激光图样的变化得到证实。     

热老化对干式变压器环氧树脂介电性能的影响

根据常见的干式变压器环氧树脂配方,制作了环氧树脂试样,在100、130、160℃下进行热老化试验,测试试样的介电性能,研究介电常数及介质损耗随老化时间与老化温度的变化规律。结果表明:随着老化时间与温度的增加,试样在相同电场频率下的介电常数与介质损耗因数增大;随着老化时间的增加,试样的电气强度随着介质损耗因数的增加而降低,环氧树脂的绝缘性能降低。     

用介质损耗分析变频电机匝间绝缘老化特性

变频电机匝间绝缘承受来自逆变器的连续高压脉冲方波的作用,为探讨工频正弦电压作用下具有很大差异的老化机理,通过采用工频正弦和高压脉冲方波两种电压源对模拟变频电机匝间绝缘的绞线对试样进行了电热联合老化对比试验,测量损耗角正切tanδ随老化时间的变化趋势,并结合热刺激电流测量结果,分析了电压形式对匝间绝缘介质损耗产生和发展的作用机理。试验结果表明:绝缘内部有放电发生时,放电与空间电荷协同作用使绝缘缺陷迅速增多;无放电时空间电荷反复注入和抽出造成绝缘损伤。两者都导致高压方波脉冲老化下绝缘材料的tanδ高于工频正弦老化下的tanδ;高压方波脉冲下空间电荷可能是导致绝缘材料最后击穿的原因。     

采用介质损耗表征聚酰亚胺薄膜老化特征的研究

对聚酰亚胺薄膜进行电、热及电-热联合老化,测试了老化前后试样的tanδ和试样电容随试验电压的变化趋势,分析了不同老化条件对tanδ和电容的影响。实验结果表明,试样电容随不同老化条件变化的物理过程与介质损耗实验结果的分析是一致的电老化对tanδ的影响最大,热老化在一定程度上起了热清洗的作用,导致老化后介损反而降低。通过介电频谱分析,tanδ随频率变化曲线上的峰值点可以确定绝缘的老化状况。     

交联聚乙烯热老化与绝缘性能的关联关系

为研究交联聚乙烯（cross-linked polyethylene,XLPE）绝缘材料的热分解活化能、电气特性和力学特性随热老化程度变化的规律,对交流电力电缆绝缘用XLPE材料在110 ℃下开展加速热老化实验。采用热失重（thermogravimtric analyzer, TGA）测试手段,对XLPE在20~600 ℃的热分解行为进行研究;采用交流击穿测试、宽频介电谱测试及体积电阻率测试,研究老化后XLPE试样的电气特性;采用拉伸实验测试,研究老化后XLPE试样的力学特性。结果表明：热老化使得XLPE的交联结构和结晶状态被破坏,XLPE活化能呈减小趋势。由于氧化反应快速进行,使得XLPE分子链发生断裂,交联结构变弱,导致XLPE绝缘材料严重劣化,其活化能、击穿强度、体积电阻率、弹性模量和断裂伸长率随老化时间增长呈下降趋势,而介电常数、介电损耗和电导率呈增加趋势。     

交联聚乙烯热老化与绝缘性能的关联关系

为研究交联聚乙烯（cross-linked polyethylene,XLPE）绝缘材料的热分解活化能、电气特性和力学特性随热老化程度变化的规律,对交流电力电缆绝缘用XLPE材料在110 ℃下开展加速热老化实验。采用热失重（thermogravimtric analyzer, TGA）测试手段,对XLPE在20~600 ℃的热分解行为进行研究;采用交流击穿测试、宽频介电谱测试及体积电阻率测试,研究老化后XLPE试样的电气特性;采用拉伸实验测试,研究老化后XLPE试样的力学特性。结果表明：热老化使得XLPE的交联结构和结晶状态被破坏,XLPE活化能呈减小趋势。由于氧化反应快速进行,使得XLPE分子链发生断裂,交联结构变弱,导致XLPE绝缘材料严重劣化,其活化能、击穿强度、体积电阻率、弹性模量和断裂伸长率随老化时间增长呈下降趋势,而介电常数、介电损耗和电导率呈增加趋势。     

干式变压器绝缘试样活化能与热老化程度的关联特性

干式变压器在中低压配电网中的应用愈加广泛,但干式变压器主要绝缘材料环氧树脂的本征特性与老化程度的关联规律还不甚明确。活化能是电介质内部微观运动单元在运动时克服的能量势垒,是绝缘材料老化状态的微观本征反映。为研究干式变压器用环氧树脂的活化能及其他特性表征参数与热老化程度之间的关联规律,本文对干式变压器用环氧树脂试样进行不同温度的热老化,测量试样的不同温度下的介电谱和电气强度。结果表明,随着老化时间的增加,试样的界面极化松弛活化能呈现减小-增加-略有减小-最终增加的变化趋势,原因是老化过程中极性基团、自由基的增加和减少会使陷阱深度加深或降低。随着老化时间增加,试样的相对介电常数、介损因数呈现减小-增加-略有减小-最终增加的变化趋势,且在老化后期相同老化时间时,温度越高相对介电常数、介损因数越高,击穿场强随着老化时间呈现上升-下降-略有上升-最终下降的趋势,介电参数与电气参数随老化的变化表明温度越高试样老化越严重。本文研究发现活化能、相对介电常数、介损因数、击穿场强随老化时间的变化规律有一定的相关性,建立了热老化这一缓慢化学反应与松弛活化能之间的作用联系。     

基于介电性能的电缆热老化及辐照老化检测技术研究

通过研究电缆的热老化和辐照老化机理及其对绝缘材料介电性能的影响,探讨了基于电气性能对电缆进行无损检测的可行性。以两种交联聚烯烃材料的核级低压电缆为对象,通过加速老化试验模拟其全服役寿期,测试老化试样的断裂伸长率、红外光谱、氧化诱导温度以及介电损耗频谱,以研究电缆绝缘随热老化和辐照老化的性能下降规律。结果表明:热老化机理和辐照老化基本一致,都是基材的高分子链断裂氧化和添加剂(如抗氧化剂)含量减少共同作用的结果,其中添加剂的挥发对绝缘介电频谱的影响可能起主导作用。通过单个频率或某特定频率范围下的介质损耗大小来评价电缆绝缘热老化和辐照老化可能不具备普适性,而应在更宽的测试频段中获取信息。     

环氧树脂在湿热环境中的老化特性与失效机理北大核心CSCD

环氧树脂在湿热环境下易吸水进而导致材料性能劣化,为了研究环氧树脂在湿热环境中的吸水特性与失效机理,文中对环氧树脂进行了湿热老化实验。实验结果表明,环氧树脂的吸水满足LangmuirEXT1等温吸附模型,饱和吸水率与温度成二次函数关系。环氧树脂吸水老化后,在微观层面,表面与切面出现很多微孔隙,孔隙数量与体积和老化温度成正相关;在宏观层面,老化后体积电阻率快速下降,而相对介电常数与介质损耗角增大,有低频色散现象。出现微小孔隙后,水分就会通过呼吸作用大量进入材料内部,内部孔隙的存在也会给水分提供存储空间,吸水量进一步增大,介电特性和击穿强度也随着劣化,最终导致材料失效。     

变压器油纸绝缘电热联合老化机理研究

变压器油纸绝缘系统在运行中需要承受电、热等共同作用,目前一般研究工作重点在电故障、热故障以及电或热老化对油纸的特性影响,而电热联合老化特性研究较少。该文通过研究油纸绝缘电热联合老化,对不同老化阶段油纸结构的聚合度,抗张强度和频域介电谱特性进行测量和研究。研究结果得到了电热联合老化条件下的聚合度的二阶模型以及聚合度与抗张强度的拟合公式。进一步研究频域介电谱发现随着老化时间的增加,在低频区εr和tan δ随频率的减小而有不同的增大趋势。在10-3,10-1Hz频率区εr和tan δ与绝缘纸老化状态有明显的相关关系,拟合得到在10-3、10-2及10-1Hz特征频率处的εr和tan δ值与绝缘纸聚合度的指数函数关系。该研究将为油纸绝缘在电热联合作用下的老化机理及应用FDS无损评估变压器油纸绝缘状态提供方案。     

颗粒尺寸及表面处理对氮化硼/环氧树脂复合材料介电特性的影响

为研究氮化硼(BN)/环氧树脂复合材料的介电特性,在环氧树脂中分别添加不同质量分数的微米BN、未处理纳米BN和表面处理纳米BN制备BN/环氧树脂复合材料,并对其进行微观分析、介电频谱和介电温谱实验,研究BN质量分数、BN粒径和偶联剂表面处理对环氧树脂复合材料介电特性的影响。结果表明:复合材料的介电常数、介质损耗和电导率比纯环氧树脂有所降低;未处理纳米BN/环氧树脂复合材料和微米BN/环氧树脂复合材料的介电常数随BN质量分数的增加而减小;表面处理纳米BN/环氧树脂复合材料的介电常数随BN质量分数的增加而增大;纯环氧树脂和BN/环氧树脂复合材料的介电常数在10～110℃随温度升高呈上升趋势;纯环氧树脂和BN/环氧树脂复合材料的介质损耗在50～110℃随温度升高而增加,且增加幅度较大。     

环氧树脂及纤维/环氧复合界面的介电性能

本文系统地综述了环氧树脂在固化过程中介电性能(绝缘电阻、介电常数、介电损耗)与固化反应时间(或固化程度)之间的关系。讨论了对环氧树脂固化物的电击穿强度与环氧交联网结构的关系,并总结了它的击穿机理。最后对纤维/环氧复合材料界面的介电性能和其FRP的热老化机理进行了讨论。     

脂环族环氧树脂材料湿热老化特性研究

为了研究脂环族环氧树脂材料在南方高温高湿环境下的老化特性,文中对脂环族环氧树脂护套材料进行了湿热老化试验,然后在不同的老化时间下取出试验样品,进行拉伸强度及拉断伸长率、体积电阻率、吸水率、介电常数和介质损耗角正切值、扫描电镜、热失重、傅里叶红外光谱等测试分析,并和硅橡胶绝缘子护套材料进行了对比。结果表明：脂环族环氧树脂和硅橡胶材料均受湿热环境的影响,拉伸强度、拉断伸长率和体积电阻率减小,介电常数、介质损耗角正切和饱和吸水率增大,热分解温度基本不发生变化。湿热环境对脂环族环氧树脂材料的拉伸强度影响较大,而对硅橡胶材料的拉断伸长率影响较大;湿热老化使得脂环族环氧树脂材料主要发生酯键水解,而硅橡胶材料的Si-O-Si主链发生了断裂。     

电热电容器电离性老化击穿的分析与计算

电热电容器电离性老化击穿的分析与计算本溪市电力电容器厂马永平电容器在瞬时电压作用下的电击穿和表面放电，如果我们采用正确的结构和工艺，这种击穿是可以避免的。但是，电热电容器在长期工作电压的作用下，无论是全纸，或膜纸复合，或全膜介质，其击穿强度都将随时间...