硅橡胶电晕老化后的陷阱对其闪络电压的影响

为深入探究硅橡胶电晕老化后的陷阱对其闪络电压的影响,通过多针–板电极对硅橡胶试样进行电晕老化,并采用热刺激电流(TSC)技术测试分析了硅橡胶材料在不同电晕老化阶段的陷阱特性变化,同时探寻试样在相应老化阶段的沿面闪络电压变化规律。借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)测试,通过观察试样在电晕老化过程中的物化特性变化,探索了老化后硅橡胶的陷阱特性与闪络电压间的内在联系。结果表明:随着电晕老化时间的增加,硅橡胶的陷阱能级逐渐从0.3 e V(新试样)加深并最终趋于饱和值0.4 e V(老化1 000 h),陷阱密度则持续增大。硅橡胶的干闪电压从14.13 kV(新试样)逐步降低并稳定于11.65 kV(老化1 000 h)。结合FTIR和SEM的试验结果,认为电晕放电产生的深陷阱能级和陷阱能级的饱和是造成硅橡胶试样干闪电压下降并稳定在某一范围内的主要原因。     

硅橡胶电晕老化热刺激电流特性的正交试验研究

为研究硅橡胶复合绝缘子电晕老化过程中多因素的作用,采用正交试验法开展了电晕电压、老化时间及相对湿度3个因素作用下硅橡胶材料的电晕老化试验,对老化后的试样进行了热刺激电流测试。采用极差分析法对试验数据进行分析,发现电晕电压水平的变动对陷阱电荷量的影响最大,其次是老化时间,相对湿度对老化程度的影响最小;而采用方差分析法可知:电晕电压和老化时间对试验指标具有显著影响,且电晕电压的影响显著性较老化时间大,相对湿度的影响最不显著。     

臭氧浓度对HTV硅橡胶材料的老化作用

为了研究电晕放电过程中所产生的臭氧对高温硫化(HTV)硅橡胶老化作用的影响,利用研制的臭氧老化试验装置,考虑臭氧浓度及作用时间等因素,对HTV硅橡胶复合绝缘子试样进行了系统的臭氧老化试验,并且对老化后的试样进行了扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)分析、憎水性和热刺激电流(TSC)测试。试验结果表明,臭氧能够导致硅橡胶材料表面缺陷增多,憎水性丧失,而且浓度越高,老化会越严重。进一步分析得出,硅橡胶材料在臭氧环境作用下,材料表面平滑、致密的物理结构被破坏,产生了孔洞等缺陷,并且当臭氧环境作用强度达到一定程度后,材料的物理结构的破坏将更为严重;同时,化学基团含量发生变化,试样中Si-O-Si结构减少,羟基和Si-O键增多,试样主链和侧链断裂。     

高温硫化硅橡胶电晕加速老化试验参数研究

为得到合理的硅橡胶实验室电晕加速老化试验参数,文中通过构建气压湿度可调的硅橡胶电晕加速老化试验平台进行电晕老化试验,并对不同气压、湿度和老化时间的试样做扫描电镜分析(SEM)和沿面闪络试验。研究结果表明:气压100 kPa、相对湿度90%时的起晕电压最高,为了保证各工况下均能发生稳定的电晕放电且又不会改变放电形式,最终将外施电压确定为10kV。同时,为保证各种工况下老化到tend时均能发生严重的老化,选择放电功率最低的工况气压100 kPa、相对湿度90%,并根据SEM试验结果确定了代表材料老化从量变到质变的典型阶段,老化取样时刻为100 h(孔洞)、400 h(裂纹)和800 h(絮状覆盖,湿闪电压下降50%),老化结束时间为800 h。     

电晕老化表面改性硅橡胶材料对介质阻挡放电的影响

在介质阻挡放电(DBD)研究中,人们认为阻挡材料对放电有重要影响,但相关机理研究较少。为此,以6个不同电晕表面改性时间(0 h、14 h、24 h、48 h、96 h和120 h)的硅橡胶作为阻挡介质材料,研究了低气压(0.5~52kPa)下的介质阻挡放电现象。发现维持均匀放电的气压范围与硅橡胶材料有关,硅橡胶电晕表面改性时间越长,形成均匀放电的气压范围越宽,电晕表面改性120 h的试样均匀放电的气压范围达到了46 kPa,较未表面改性时(35 kPa)提高了30%。另外,利用扫描电镜分析和热刺激电流法,测量了6个试样的陷阱特性。结果表明:电晕表面改性时间越长,峰值电流越大,陷阱电荷量越大,陷阱能级越大但数值都≤1 eV。该工作结果说明阻挡介质材料表面的浅陷阱对均匀放电具有重要影响。     

电晕强度对HTV硅橡胶陷阱特性的影响

高温硫化(HTV)硅橡胶因具有优异的憎水性、憎水迁移性、憎水恢复性及其它显而易见的优越性而被广泛用作电力系统中合成绝缘子的外绝缘材料。为此,采用热刺激电流(TSC)技术对HTV硅橡胶在不同电晕强度老化后的陷阱特性进行了系统的试验研究,同时观测了硅橡胶在相应老化阶段表面形态的变化。试验结果表明,在不同的老化阶段,硅橡胶的陷阱特性变化呈现出不同的特点。随着电晕强度的增加,陷阱电荷量总体上呈增多趋势;在电晕作用时间较短时陷阱能级随电晕强度的增加而产生较小的变化;在电晕作用时间较长时,陷阱能级在电晕强度达到一定值时将被加深,之后随电晕强度的增加而逐渐变深。结合硅橡胶的扫描电子显微镜(SEM)结果,分析可知,电晕强度及电晕作用时间通过影响轰击硅橡胶表面的带电粒子的能量和持续时间,对其表面形态产生作用,进一步地引起硅橡胶陷阱分布特性的变化。     

硅橡胶在不同电晕老化阶段下的表面电荷对沿面闪络的影响

为深入探究硅橡胶电晕老化后的表面电荷变化及其对沿面闪络的影响,首先通过多针–板电极对硅橡胶试样进行电晕老化。通过测量不同老化时间下硅橡胶的表面电荷分布以及一定老化时间下硅橡胶在外加电压为零至闪络过程中的表面电荷分布,探究了硅橡胶在不同老化阶段的表面电荷变化以及电晕老化后硅橡胶的沿面闪络。最后通过热刺激电流试验、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析方法研究试样在电晕老化过程中微观电特性与物化缺陷的变化,并讨论了电晕老化后硅橡胶的陷阱特性对其表面电荷的影响。研究结果表明:随着电晕老化时间的增加,硅橡胶的陷阱能级加深、陷阱电荷量增加,同时硅橡胶表面俘获载流子能力增强、表面电荷增多;随着外加电压的提高,硅橡胶的表面电荷最大值逐渐向两电极间距离最小处移动,直至局部放电贯穿两电极,发生闪络。因此可知,随着电晕老化时间的增加硅橡胶的表面带电能力增强,表面电荷引发的局部放电更剧烈,是导致硅橡胶闪络电压降低的原因。     

现场运行复合绝缘子伞裙材料的老化判断方法

有效把握复合绝缘子在运行中所表现出的老化特性,探索出老化程度的评价方法是保障复合绝缘子安全运行的关键。为此,以不同运行年限的现场运行绝缘子为试样,采用憎水性测试、Fourier变换红外光谱(FTIR)分析以及热刺激电流(TSC)测试等手段对不同绝缘子试样进行了测试分析。测试发现,TSC峰值及FTIR图中吸收峰值均会随着硅橡胶材料的老化加深而上升,但憎水性测试结果与复合绝缘子的运行条件(运行年限)没有很好的对应关系。初步研究表明,FTIR与TSC能更有效地反映硅橡胶材料性能随运行时间的变化情况,通过对比峰值及相关参数的变化可以对硅橡胶材料的老化程度进行一定的量化判断。     

典型区域复合绝缘子的微观特性研究

复合绝缘子作为输电线路中的重要绝缘设备,其老化问题受到相关部门与学者的广泛关注。为了研究不同环境因素对复合绝缘子老化的影响,文中以4个典型区域的现场运行复合绝缘子为研究对象,对复合绝缘子伞裙材料进行了热刺激电流特性(TSC)测试、红外光谱(FTIR)测试与扫描电镜(SEM)测试,并对不同区域复合绝缘子的微观特性进行比较分析。研究结果表明,不同地区试样的微观特性存在一定的差异。浙江地区试样的老化程度与其他地区相比较高,可能与其盐雾与湿润的环境有关。青海地区试样的老化程度较轻。黑龙江试样的老化程度位于两者之间。而河南试样虽然表面破坏程度与官能团反应程度较高,但其陷阱电荷量并不高。研究结果有助于合理考虑环境因素对运行复合绝缘子的影响,从而为运行维护提供参考。     

HTV硅橡胶材料交直流电晕老化研究

通过对HTV硅橡胶材料进行交直流电压形式下的电晕加速老化试验,并对试样进行憎水性恢复试验,研究了交直流电晕老化对硅橡胶绝缘材料的影响。结果表明:交流电晕与直流电晕对HTV硅橡胶材料的影响存在较大的区别,交流电晕老化对硅橡胶的影响最严重,负极性的直流电晕老化对硅橡胶的影响程度次之,正极性的直流电晕老化对硅橡胶的影响程度最弱。     

基于陷阱特性的运行复合绝缘子老化定量评估

以两厂家运行不同年限的复合绝缘子为研究对象,借助热刺激电流(TSC)技术,结合ln-1v?T(体积电阻率-温度)试验及扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试,研究分析了试样的陷阱特性变化及其与ln-1v?T特性间的相关性,探讨了陷阱特性在复合绝缘子严重老化定量评估中的应用。试验结果表明随着运行年限的增加,复合绝缘子的陷阱电荷量相对变化率总体上与对应的ln-1v?T线性相关度具有负相关性。同时发现,复合绝缘子老化只有达到一定程度时才会引起陷阱电荷量的显著改变,且老化程度并非简单地随运行年限的增加而加剧。老化引发的材料结构变化及化学基团的产生是造成陷阱电荷量增多的主要原因。结合ln-1v?T特性,提出了两厂家复合绝缘子严重老化时的陷阱特性阈值。     

高岭土染污硅橡胶电晕老化后的沿面闪络电压研究

为了研究染污复合绝缘子的电晕老化特性,选取复合绝缘子用高温硫化硅橡胶为研究对象,对高岭土染污硅橡胶试样进行不同湿度下的电晕老化,研究高岭土浓度、老化时间和湿度对硅橡胶电晕老化后闪络电压的影响。并结合老化试样的憎水性测试结果,分析了老化硅橡胶沿面闪络电压变化的原因。结果表明:由于受到污秽层被电晕放电产生的高能粒子击散程度的影响,环境湿度的增加会使染污硅橡胶老化后的憎水恢复性下降,闪络电压变化幅度较大;污秽浓度的增加会使老化硅橡胶的憎水恢复性下降,但污秽浓度和老化时间对闪络电压的作用主要受到污秽层是否含有可溶性盐的影响,盐分能够掩盖污秽浓度和老化时间对闪络电压变化趋势的影响。     

绝缘油对高温硫化硅橡胶电晕老化特性的影响

为了获取硅橡胶复合绝缘材料与油长期电晕老化等关键试验数据,研制长寿命、高可靠性的油浸式复合套管,对未吸油和吸油达到饱和的高温硫化硅橡胶进行电晕老化试验,研究不同老化程度下绝缘油对硅橡胶物理、化学以及电气性能的影响。首先,观察了不同老化阶段硅橡胶试样表面宏观形貌的变化,并采用扫描电镜对电晕老化后硅橡胶试样的表面微观形态进行分析;然后采用红外光谱仪分析了绝缘油渗入对硅橡胶电晕老化后内部化学结构的影响;最后通过试样表面的静态接触角和沿面闪络电压测试分析了绝缘油渗入对硅橡胶试样电晕老化后憎水性和沿面闪络特性的影响规律。结果表明:绝缘油的渗入会加速高温硫化硅橡胶的电晕老化过程,新生成的醛类和酸类化合物会加剧硅橡胶主链和侧链的断裂,使表面微观孔洞更加明显,导致憎水恢复性变差,闪络电压降低。     

不同老化因素对互感器伞套老化影响的研究

通过扫描电子显微镜(SEM)和傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)分析了硅橡胶伞套老化前后宏观表面结构变化和微观官能团变化,通过氙灯老化、湿热老化、电晕老化、户外自然老化和室内自然老化试验,研究互感器表面硅橡胶材料在不同因素影响下的理化、电气性能变化。结果表明:氙灯老化对硅橡胶硬度的影响最显著,硬度从37.0HA增加到45.40HA;湿热老化对硅橡胶镜像光泽度的影响最显著,镜像光泽度从75下降至40;自然户外老化对硅橡胶憎水性的影响最显著,静态接触角从115.4°下降至102.1°。通过测试老化硅橡胶的硬度、镜像光泽度、憎水性和表面电阻来评价各因素对硅橡胶伞套老化的影响大小,研究结果有助于对运行中的互感器老化程度进行监测。     

电晕老化对硅橡胶材料热刺激电流和表面情况影响研究

文中使用了电晕老化测试平台,对硅橡胶进行了初步的电晕老化试验,然后对电晕老化后的试样进行了热刺激电流和扫描电镜测试,并对测试结果进行了初步分析。试验结果表明电晕老化造成了硅橡胶绝缘材料热刺激电流增大、表面裂解的现象,从而造成了绝缘材料的劣化。     

湿度对HTV硅橡胶臭氧老化特性的影响

为了研究湿度对HTV硅橡胶复合绝缘子臭氧老化的影响,将HTV硅橡胶试样置入臭氧体积分数为300×10-6环境中进行不同时间的老化.对老化后的试样进行了扫描电镜(SEM)、憎水性和热刺激电流(TSC)测试.试验结果表明,随着相对湿度的增加,试样表面的孔洞和裂纹增加;试样的静态接触角呈现下降趋势,并且试样的憎水性恢复速度较...     

基于热刺激电流的硅橡胶合成绝缘子老化诊断方法初探

初步研究了用热刺激电流(TSC)技术进行硅橡胶合成绝缘子老化状态评估诊断的可行性。首先研究各种试验参数对硅橡胶合成绝缘子TSC特性的影响，结合不同测试条件的硅橡胶绝缘子陷阱电荷趋势图，确定一种合适的TSC试验参数，并在此给定的试验参数下，对比研究同一厂家新旧2批合成绝缘子的TSC特性。初步试验发现，新旧绝缘子的TSC测试结果明显不同。结合绝缘子的憎水性测试及微观结构分析发现，TSC测试结果与憎水性、微观结构之间存在一定联系。研究结果表明，如果深入系统地研究TSC特性与老化特性之间的关系，TSC技术有可能成为硅橡胶合成绝缘子老化程度评价及诊断的新方法。     

硅橡胶热刺激电流试验参数的研究

为研究硅橡胶的耐电蚀性能,利用TSC系统测试了硅橡胶合成绝缘子在不同试验参数下的TSC特性。试验结果表明,极化电压、极化温度和极化时间等均对硅橡胶的TSC特性有一定影响,主要体现在低温区曲线形状的变化及最大幅值的出现;计算所得陷阱电荷量随极化电压、极化温度的变化呈现出倒“V”字型,随极化时间的增加呈现饱和趋势。理论分析表明,入陷电荷量及其与硅橡胶内部荷电粒子的相互作用因外加试验条件的改变而不同,因此所得TSC曲线也不同;结合计算所得陷阱电荷量,为后续试验确定了合适的TSC试验参数。     

电晕对HTV硅橡胶憎水性恢复的影响

为了解一种优异的高压外绝缘材料硅橡胶的憎水性恢复的影响。通过电晕加速老化试验,采用静态接触角法研究了高温硫化(HTV)硅橡胶在电晕老化不同时间后的憎水性恢复,结果发现,5kV的工频交流电压下电晕5min后,硅橡胶的憎水性暂时丧失;电晕老化后不同时间试样的憎水性恢复呈现出不同的变化趋势,其憎水性恢复率随着电晕老化时间的增加经历了"增加-降低-增加-降低"4个过程;同时在电晕老化一定时间后,即使经历足够长时间,其憎水性仍不能恢复到初始水平。因此硅橡胶的憎水性恢复快慢及恢复程度与电晕老化时间密切相关,并随之呈现出规律性的变化。     

高温硫化硅橡胶加速电晕老化试验分析及其寿命预测

高温硫化(HTV)硅橡胶属于有机材料,具有重量轻、憎水性好等优点,但也存在易老化的缺点。电晕是引起HTV材料老化的重要因素之一,因此对HTV进行了加速电晕老化试验,并对电老化后的试验样品进行了Fou-rier变换红外光谱(FTIR)分析。试验结果表明,随着老化时间的增加,HTV电晕老化速率会越来越慢。根据基于陷阱理论的聚合物电老化寿命公式及电晕老化前后HTV的红外光谱变化分析HTV的寿命模型,确定了寿命公式中的待定系数,得到了HTV老化寿命的定量表达式。此方法可为建立硅橡胶材料的老化模型和寿命评估提供参考。