多因素下硅橡胶吸收硅油/硅脂的影响规律

电缆附件安装时需在附件绝缘与电缆本体绝缘界面处涂覆硅脂以保证界面密封性和耐电强度,但长期运行过程中附件绝缘硅橡胶会吸收硅脂,进而降低自身的电气性能与力学性能,最终引起附件绝缘故障。为此文中重点研究硅脂在硅橡胶内分子动力学扩散过程的数学物理模型,为硅橡胶吸收硅脂的研究奠定理论基础;并研究硅脂基油—硅油的黏度、硅橡胶无机填料含量和温度对硅橡胶饱和吸收硅油/硅脂量的影响。研究表明:硅油/硅脂在硅橡胶中的扩散过程符合Langmuir扩散模型;硅橡胶吸收硅油/硅脂的单位体积饱和质量变化量随着硅油黏度以及硅橡胶中氢氧化铝、气相白炭黑含量的增大而减小,随着温度的升高而增大。     

硅脂对电缆中间接头硅橡胶力学特性的影响

在安装电缆附件时,通常会在电缆附件硅橡胶绝缘和电缆本体交联聚乙烯绝缘之间的界面处涂覆硅脂,硅橡胶吸收硅脂后会对其力学特性产生影响.目前关于硅橡胶在多种情况下吸收硅脂后其力学的研究并不充分.该文研究了吸收硅脂后对其基本力学性能的影响,系统研究了扩张程度、温度和吸收率对硅橡胶吸收硅脂后应力松弛和蠕变及永久变形率的影响,并研究了不同涂覆条件对裂痕发展的影响.结果 表明:硅橡胶吸收硅脂后弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率均减小;硅橡胶吸收硅脂后的应力松弛与扩张程度和温度之间无明显规律,但其永久变形率随扩张程度的增加而增加;硅橡胶吸收硅脂含量越大,产生的应力松弛和蠕变及永久变形率越严重;仅裂痕处涂覆硅脂时,裂痕发展最为迅速.     

界面涂敷料对XLPE和SIR复合绝缘界面空间电荷特性的影响

电缆附件绝缘用硅橡胶(SIR)易吸收涂覆在附件与电缆绝缘界面的硅脂发生溶胀,从而影响界面电荷特性。硅脂为硅油二次加工产品,为研究溶胀效应对SIR和交联聚乙烯(XLPE)/SIR界面空间电荷分布的影响,采用硅油作为溶胀剂,利用电声脉冲法(PEA)分别测量了硅油溶胀前后的SIR试样和界面涂覆硅油前后XLPE/SIR试样的空间电荷分布,同时还测量了单层XLPE、硅油溶胀前后SIR试样的体积电阻率。研究结果表明:经硅油溶胀后,SIR电阻率降低了约一个数量级;空间电荷测量时,SIR正电荷峰在低场强(6 MV/m)下出现向橡胶体内移位的现象,且溶胀后SIR的正电荷峰移位更明显,但随着场强升高,正电荷峰逐渐回移至原位;溶胀后的SIR在低场强下,负电极侧出现明显的空间电荷注入现象,同时在高场强下负电极侧的异极性电荷积累量较未溶胀时增多;复合界面空间电荷测量中,相比无涂覆情况,复合绝缘界面积累的正电荷量增多,且在30 MV/m的场强下,电荷峰极性显示为正极性。     

硅油绝缘特性测试与油纸绝缘应用研究

为了研究硅油的电气绝缘特性,测试比较了矿物油、植物油和硅油的含水量、黏度等物理参数,结果显示硅油的水分、黏度和介电常数处于中等水平,介质损耗角正切比较小,体积电阻率大且随温度变化较平缓,表现出良好的热稳定性。通过测试3种绝缘油在标准负极性雷电脉冲电压下的击穿实验,得出硅油的脉冲击穿电压最低。在工频交流电压下,硅油的击穿电压和间隙大小呈线性变化。在油纸绝缘击穿实验中,牛皮纸的击穿电压均高于Nomex纸。研究表明:硅油具有良好的稳定性和电气绝缘特性,同时自身具有高闪点、高燃点、储量大和无污染等特点,作为绝缘油非常有开发前景。     

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。     

硅脂环境下电缆中间接头界面压力演变规律研究

在安装电缆附件时,通常会在电缆附件硅橡胶(SR)绝缘和电缆本体交联聚乙烯(XLPE)绝缘的界面处涂覆硅脂,硅橡胶吸收硅脂后会对界面压力产生影响.采用实验和仿真相结合的方法对电缆接头SR和XLPE之间的界面压力进行研究,通过实验测得硅橡胶吸收硅脂后弹性模量的变化,并将其分配到三维模型中进行仿真.结果表明:硅脂环境下,硅橡胶扩张程度越大,质量变化率越大,弹性模量越小.电缆接头SR和XLPE之间的界面压力随吸收硅脂时间的增加而减小;电缆接头扩张程度越大,界面压力越大,界面压力的降低速度越快;界面压力随摩擦系数的增加而略微减小.     

干式变压器绝缘垫块材料温湿度特性

针对干式变压器两种类型绝缘垫块浇注材料——不饱和聚酯团状模塑料和环氧树脂复合材料,测试了其绝缘电阻和吸收比、介质损耗因数和相对介电常数、体积电阻率随温度和相对湿度的变化趋势及其工频耐压性能。结果表明:温度超过40℃后,不饱和聚酯团状模塑料和环氧树脂复合材料试样的绝缘电阻和吸收比降幅超过90%。不饱和聚酯团状模塑料的介质损耗因数随温度上升逐渐减小至0.87%,随相对湿度上升逐渐增大至3.83%;环氧树脂复合材料的介质损耗因数随温度上升逐渐增大至1.45%,随相对湿度上升先增大而后减小至1.29%。不饱和聚酯团状模塑料和环氧树脂复合材料的体积电阻率均随温度上升总体呈增大趋势,最大值分别为4.26×10~(13)Ω·m和5.82×10~(13)Ω·m;随相对湿度上升不断增大,最大值分别为6.37×10~(13)Ω·m和6.90×10~(13)Ω·m。     

不同涂层对XLPE和EPDM双层绝缘介质空间电荷特性的影响

为研究不同绝缘涂层对直流电缆附件界面空间电荷分布特性的影响,对直接接触、涂抹普通硅脂涂层和涂抹极性硅脂涂层3种不同界面状态的交联聚乙烯(XLPE)和乙丙橡胶(EPDM)双层绝缘介质,在不同外施电场下的空间电荷分布进行试验,分析了加压和短路过程中界面电荷的动态变化过程,研究涂层材料对直流电缆附件界面电荷的影响规律。结果表明:不同界面状态对XLPE/EPDM双层绝缘介质界面空间电荷分布的影响不同,且在不同外施电场下,其变化趋势也不同。在相同温度和电场下,极性硅脂涂层界面积累的空间电荷量最大。     

电弧对GIS终端绝缘硅油介电性能及起始放电的影响

电弧不仅损害绝缘硅油的介电性能,还会引起硅油局部温度的升高。探究电弧对硅油性能的影响具有十分重要意义,为此采用针板电极,系统研究了局部电弧对硅油介电性能和起始放电特性的影响规律。试验结果表明,油中持续的局部电弧放电,导致硅油长链分子断链重组,产生黑色油泥,硅油从无色逐渐变成棕色,直至变成黑褐色,黑色油泥随着电弧放电量的增加而增多;油泥生成后硅油的介电性能显著降低,表现为击穿电压和起始放电电压下降;电弧放电会增加硅油介质损耗角正切,体积电阻率,电弧放电量增加到1.98×10~(10) pC,介质损耗因数角tanδ从0.002%增加到1.3%,体积电阻率ρ从1.25×10~(13)?·m下降到7.8×10~(10)?·m,击穿电压从45.8 kV下降到16 kV,起始放电电压从24 kV下降到10 kV。     

高储能密度复合绝缘材料的研究

本文利用高性能聚酰亚胺树脂为基体材料,与不同组成、不同比例的BaTiO3粉末复合,制备了高密度聚合物复合绝缘材料,并研究了其电性能.实验发现随着BaTiO3含量的增加,复合材料电阻率下降,相对介电常数升高,介质损耗角正切提高.所制备的试样介电常数超过了30,直流下击穿场强大于300kV/cm.还介绍了高储能密度复合绝缘材料和固体Blumlein及其应用的现状和发展.     

硅橡胶/三元乙丙橡胶界面上空间电荷的形成

电缆的终端或护套绝缘与电缆绝缘构成的复合绝缘中，不同介质的分界面以及电极与介质的分界面一般为绝缘的薄弱点，而这主要是由于其附近积聚的空间电荷引起的局部电场强度过高所造成的。文中采用电声脉冲法，在不同的直流电场作用下，测量了硅橡胶/三元乙丙橡胶构成的双层介质中空间电荷的分布，并比较了涂硅脂前后的双层介质分界面处的空间电荷分布情况。研究发现，2层介质界面处的空间电荷形成与介质中载流子迁移方向、电极材料和介质材料均有关，而且2层介质界面处涂的硅脂可有效地降低分界面处的电场强度。     

高温对交联聚乙烯电缆/硅橡胶预制件接头界面压力影响的仿真研究

高压电缆接头与电缆主绝缘间的握紧力是确保输电线路安全运行的关键。实际电缆及附件运行中的温升可能导致界面压力变化,但由于接头与电缆过盈配合,面压测量困难,难以实时检测面压和判断老化情况。针对电缆附件用硅橡胶绝缘,通过实际测量电缆绝缘交联聚乙烯及附件硅橡胶料在不同温度下的弹性模量值,基于塑性力学理论,利用ANSYS软件建立10 kV电缆接头三维仿真模型,分析了温度变化对电缆接头界面压力的影响。     

微水含量及老化状态对绝缘硅油介电特性的影响

长期电、热复合应力及潮湿环境作用下的绝缘硅油老化和受潮问题严重威胁电缆充油终端安全稳定运行.研究硅油的微水含量以及老化状态对其介电特性的影响,有利于推进介电测试手段在充油终端内填充硅油绝缘状态诊断的应用.因此,通过对未老化硅油实施自然吸湿实验与电热联合老化实验,分别制备得到6组不同水分含量及6组不同老化状态的硅油试样....     

橡胶材料与XLPE绝缘界面电气特性研究

为了深入了解电缆附件采用的橡胶绝缘材料与电缆的交联聚乙烯(XLPE)绝缘之间形成的绝缘界面的电气性能,及其与橡胶材料的厚度、过盈量的配合等相互之间的关系,进行了系统研究和试验,获得了一系列的结果,为今后的电缆附件的设计与制造提供了可靠的依据。     

针尖曲率半径对硅橡胶电树枝老化特性的影响

针对硅橡胶材料电树枝老化特性展开了试验研究。采用针板电极结构,测量了不同针尖曲率半径的起树电压和电树枝形态。结果表明,硅橡胶的起树电压较低,抗电树枝老化性能较差,导致了硅橡胶预制式电缆附件故障频发;硅橡胶中的起始电树枝多以单枝状的通道形成为标志,随后发展为4种不同的电树枝形态。进而提出了硅橡胶电树枝形态发展模型,并以此讨论了不同形态的电树枝老化特性。研究还发现,现场实际运行的硅橡胶预制式电缆附件故障解体后发现了单枝通道起始电树枝,其在运行电压作用下容易发展为细枝型形态,但同样会引发电缆附件的击穿。试验结果为现场故障分析提供了参考依据。     

电缆绝缘层老化对接头界面压力的影响研究

为研究老化电缆绝缘层弹性模量变化对界面压力的影响,本文实测三根不同运行年限电缆绝缘的击穿场强与介质损耗角正切表征其电性能,以及在不同温度下的弹性模量表征力学性能。基于超弹性材料本构理论,计算电缆接头与本体装配后的界面压力,并建立电缆接头的二维轴向仿真模型,计算轴向上的界面压力。仿真与理论计算结果的对比表明,运用二维轴向仿真模型计算电缆接头与本体之间的界面压力的误差不超过3.2%,仿真模型计算的准确度可为研究接头轴向上的界面压力分布提供可靠的数据,虽然不同运行年限电缆绝缘层电性能不同,且弹性模量最大差异为29%,但界面压力仅变化0.275%。因此,全新接头与已运行一定年限的电缆装配后,仍能保证足够的界面压力。     

新型太阳电池阵用硅橡胶的研究

介绍了一种新型太阳电池阵用硅橡胶,与传统硅橡胶相比,它的特点在于具有较低的挥发份和较短的固化周期,同时具备足够的粘接强度,以及优良的电绝缘、耐湿老化、耐高低温、耐空间辐照性能,是一种综合性能优良的空间级硅橡胶。     

超高压交联聚乙烯绝缘电缆连接盒的优化设计

超高压交联聚乙烯(XLPE)电缆连接盒是电缆附件中绝缘空间最小、绝缘介质承受电场强度最高、用量最大的电缆附件。提高其绝缘裕度,降低制造成本尤为重要。通过应用ANSYS电磁场分析软件,对现有的超高压XLPE电缆连接盒的整体预制橡胶绝缘体进行电场分析计算。根据计算结果再对其表面电场强度最高的高压屏蔽电极形状进行优化设计。参考空气动力学原理对电极端部形状采用流线型设计,再进行电场分析。综合绝缘裕度和制造成本两方面的因素,确定橡胶预制绝缘体的结构,实现提高绝缘裕度、降低制造成本的目的。     

混合编程法及其在绝缘子电场和电位分析中的应用

室温硫化硅橡胶防污闪涂料在电力系统外绝缘中有着广泛的应用,有必要分析它对电场和电位分布的影响。分析不同厚度情况下硅橡胶涂层的电阻率和相对介电常数对绝缘子附近最大强场、沿面电场和电位的影响。采用Matlab与ANSYS混合编程的方法实现了绝缘子的自动建模,采用C++Builder(BCB)与ANSYS混合编程的方法实现了自动导出lis文件,节省了工作量和后续处理时间,同时使用Matlab对lis文件处理获得沿面的场强和电位。研究结果表明:瓷支柱绝缘子喷涂硅橡胶后无论是最大场强还是局部细节场强均未见明显变化;随涂层厚度、相对介电常数增加最大场强略有减少,但变化程度非常小,沿面平均场强略有增加;随电阻率的变化最大场强和沿面平均场强基本不变。电阻率、介电常数和厚度正常的取值范围内时硅橡胶涂层对绝缘子及附近电场畸变造成的影响可以忽略。     

高压交流电缆用交联聚乙烯绝缘料性能对比实验研究

中国高电压等级交流电缆用交联聚乙烯（XPLE）绝缘料研发较晚,目前国产220 kV电压等级绝缘料暂未获得工程应用。以3种国内外高压电缆XLPE绝缘料为研究对象,对比分析绝缘料热压试样的工频击穿场强、介电常数、介质损耗正切、熔融和结晶性能、拉伸强度、断裂伸长率、微观形貌和交联度等参数。实验测试结果表明：国产XLPE绝缘料的宏观性能参数已经和进口XLPE绝缘料相差不大,甚至国产绝缘料试样的击穿场强和力学性能参数优于进口X1#试样,但同时也能够发现国产绝缘料的不足之处,例如击穿场强的稳定性较差、介质损耗角正切值偏大等。研究结论可为国产电缆绝缘料的研发与性能提升提供数据支撑。