热处理对聚乙烯材料中电树发展的影响

电树与半结晶材料的形态结构有着密切的关系。在本文中,首先通过两种不同的热处理方式：（1）自然冷却,（2）急冷对高密度聚乙烯和低密度聚乙烯薄膜进行处理,然后,在不同的实验条件下测量电树的发展速度和长度。通过试验,我们发现尽管高密度聚乙烯比低密度聚乙烯有更高的结晶度和更大的球晶尺寸,并在电树起始阶段表现出高阻性,但电树在前者中的发展比在后者中容易。据此,我们推测,材料的形态结构对于电树的发生和电树的发展有着不同的影响。     

频率对聚乙烯电树起始的影响特性研究

为研究电压频率对聚乙烯电树起始特性的影响,用冰水淬火冷却高密度聚乙烯试验50Hz～90kHz交流电压下的电树起始特性。试验发现电树起始电压值在50Hz～1kHz间变化不大,>5kHz时电树起始电压为先增后减;在试验频率范围内共存在7种电树形态,电树形态种类随频率提高而增多,每种电树形态对材料的绝缘破坏程度不尽相同,7种电树形态的起始电压存在较大差异。最后对高频电压对电子加速过程的影响及高频所引起的材料疲劳效应加剧的试验结果展开了讨论。     

乙烯-丙烯酸共聚物改性聚乙烯的空间电荷对电树和水树的影响

通过添加不同含量的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)改善了聚乙烯 (PE)的电气性能。用电声脉冲法测量了样品中的空间电荷分布。测出了在直流预压电压下的短路电树枝的起始电压。对交流电压下抑制水树枝的产生和成长也做了研究。试验发现 ,不同EAA含量的试样中空间电荷的累积、短路 50 %电树枝的起始电压以及水树枝的形成有一定关系。空间电荷的测量可作为衡量改善试样耐电树枝和水树枝能力的手段     

聚乙烯熔点对电树起始电压的影响

研究了不同热处理条件下聚乙烯熔点不同对聚乙烯薄膜材料起树电压的影响。对熔融状态下的聚乙烯薄膜材料采用 4种不同的冷却方式处理。电树起始试验和材料分析试验表明 ,材料熔点随冷却速度的减小而升高 ,其电树起始电压也相应升高 ,说明电树起始与材料的热稳定性有关。     

热处理差异对聚乙烯性能影响的研究

不同热处理过程的聚乙烯吸水性能和机械性能存在一定差异 ,在不同交流电场下吸水对聚乙烯空间电荷分布有影响。研究了不同热处理过程对聚乙烯结构及其性能的影响     

热处理差异对聚乙烯性能影响的研究

不同热处理过程的聚乙烯吸水性能和机械性能存在一定差异,在不同交流电场下吸水对聚乙烯空间电荷分布有影响,研究了不同热处理过程对聚乙烯结构及其性能的影响。     

重复方波电压上升时间对交联聚乙烯电树特性影响研究

相对于传统燃油推进,全电推进具有低能耗、低噪音、稳定可靠等优势,已成为各国海军未来发展方向。变频驱动系统为全电推进提供核心动力,其安全至关重要。连接电缆位于逆变器和电机之间,是变频驱动系统的重要组成部分,长期承受高频过电压冲击,其绝缘有早期失效的潜在隐患。在电应力下电树产生是电缆绝缘失效的重要原因,研究电力电子应力下电缆绝缘的电树特性具有重要意义。本文在上升时间320～960 ns、峰峰值12 kV、频率5 kHz的重复方波电压下,研究了上升时间对交联聚乙烯电树特性的影响规律。研究表明：重复方波上升时间对交联聚乙烯电树引发特性影响显著,随着上升时间减小,相同时间内电树引发概率和引发长度明显增加,电树形态由丛状和单一的枝状逐渐转变为密集树枝状。其主要原因可能为：在重复方波电压的上升沿和下降沿,方波电压极性反转和介质中空间电荷迁移、恢复具有时间差,会引起背景电场与空间电荷的附加电场正向叠加。研究结果有望为逆变器供电条件下电缆绝缘设计提供实验和理论依据。     

用PMMA模拟高压电缆电树场强特性研究

用 PMMA 作高压 XLPE 绝缘电力电缆引发电树的场强特性的模拟实验,通过隧道效应的电子注入论指出,针板电极系统(模拟半导电层尖凸)电树引发的起始电压、尺寸、形态及方向,都和尖凸处脊无气隙、场强高低以及电子沿电力线方向注入等有关。介质本身的材料特性在电树引发过程中起重要作用,论证了高介电系数材料在高压电缆抑制电树应用的基本原理。     

交流叠加冲击电压下XLPE绝缘中电树起始特性

ＸＬＰＥ绝缘在交流叠加冲击电压作用下电树起始特性的试验研究表明,电树的冲击起始场强不仅与预加的交流电压的大小有关,还与冲击电压与交流电压的相对极性有关,并有明显的累积效应,起晕也有明显的时延现象。     

低密度聚乙烯/纳米蒙脱土复合材料的水树枝生长特性

低密度聚乙烯是高压电力电缆的主要绝缘材料,水树枝生长特性与聚乙烯高压电力电缆绝缘击穿具有紧密联系。采用熔融插层复合法制备了一种低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料;设计制作了纳米复合材料的水树枝老化试样及试验装置,在试验中观测了试样的水树枝生长长度,并对试样的水树枝引发率进行了统计,分析了低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的吸水率对水树枝生长的影响;采用差示扫描热法分析了试样的结晶度和晶粒尺寸均匀性,通过分析低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的结晶行为,说明了纳米蒙脱土对纳米复合材料中水树枝的抑制机理。试验与分析结果表明：掺杂质量分数为3%的纳米蒙脱土粒子能够有效地提高低密度聚乙烯的结晶度,使晶粒尺寸分布均匀,吸水率减小,延缓水树枝在低密度聚乙烯中的引发与生长。     

高频下电树老化引起的高密度聚乙烯击穿现象

为了分析高频下电树老化引起的高密度聚乙烯击穿现象,实验研究了冰水淬火高密度聚乙烯(HDPE)薄膜在频率50 Hz~90 kHz范围内的交流电压作用下电树老化引起的破坏现象及电树生长过程中的电树形态特性的变化。观测高频下树老化引起击穿过程中电弧运动发现:不同频率下HDPE薄膜中电树生长过程中存在树枝、树干、丛状和击穿型4种基本电树形态;在高频下不同电树形态存在形态转换的关系,且随着频率和电压的升高,相同条件下电树老化引起的击穿破坏概率大大增加。试验结果表明,在较高频率下树的形态易向击穿型发展。最后从高频电压对材料极化过程的影响及高频所引起的材料疲劳效应、热效应加剧角度出发,对在高频下电树老化易于引发击穿的特性展开了深入的讨论,解释了高频或中频电气设备易发生绝缘老化破坏的现象。     

交联聚乙烯电缆绝缘中的双结构电树枝特性及其形态发展规律

根据从电树枝动态生长过程中所拍摄的大量实验照片和生长特性数据，探讨了在XLPE电缆绝缘中的电树枝发展特征与材料聚集态结构的关系。研究表明，由于半结晶高聚物不均匀聚集态、不均匀结晶和残存应力的影响，会在XLPE电缆绝缘中生成枝状、丛林状、藤枝状、松枝状和混合结构电树枝。并且在电树枝发展过程会呈现非常清晰的三个基本阶段，即引发阶段、滞长阶段和迅速发展阶段。引发阶段猛烈时生成迅速生长的纯枝状电树枝，引发阶段较弱或材料均匀时易导致丛林树状电树枝产生，发展于极不均匀区的电树枝多为鲜明的双结构；另外，引入一种新的参数，电树枝扩展系数来描述电树枝生长特性，并综合电树枝生长过程分形维数的变化规律和速度关系对产生这种实验现象的机理进行了分析。     

电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向分散及对其电树枝特性影响研究

为提高低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)材料的抗电树枝老化能力,提出采用交流电场诱导蒙脱土(montmorillonite,MMT)片层,以实现其在低密度聚乙烯中取向分散的方法。首先,设计了电场诱导实验装置,用工频交流电场对熔融状态下的低密度聚乙烯/蒙脱土(LDPE/MMT)复合材料进行诱导实验;其次,通过测试材料的 X 射线衍射谱、紫外光透射率和材料断面、表面的扫描电子显微图片,表征了电场诱导对MMT在LDPE中的取向分散影响;最后,对比观察了电场诱导前后LDPE/MMT复合材料中的电树枝的引发和生长特性的差异。结果表明,电场诱导有助于MMT片层在LDPE中均匀分散,且使得MMT片层沿平行于电场的方向发生偏转,诱导后的 LDPE/MMT复合材料在垂直于取向电场的方向上具有更好地抑制电树枝的能力。     

频率对硅橡胶起树电压及电树枝形态的影响

超高压预制式电缆附件用硅橡胶材料的电树枝化制约了电力电缆系统的长期安全稳定运行。为了解电压频率对硅橡胶电树枝特性的影响,在50 Hz~130 kHz这一较宽频率范围的交流电压作用下,试验研究了硅橡胶中电树枝的引发及生长特性。结果表明,随着频率的升高,起树电压呈现出明显的阶段性下降特点。硅橡胶电树枝起始后,经过一定时间的生长主要发展为3种形态:树枝状电树、松枝状电树和丛状电树。3种形态的出现几率受频率影响较大,低频下以树枝状电树和松枝状电树为主,而高频下则以丛状电树为主。经分析认为,高频下作用于针尖处频繁的机电应力导致了弹性材料硅橡胶起树电压的降低。同时高频下急剧增大的介质损耗产生的热量导致了电树枝对材料的强烈侵蚀。     

添加纳米MgO对交联聚乙烯中直流接地电树枝的影响

对交联聚乙烯(cross linked polyethylene, XLPE)材料与质量分数为05%的 MgO/XLPE纳米复合材料分别进行了直流接地电树枝实验与基于电声脉冲法的空间电荷测量。电树枝实验表明,正极性下MgO/XLPE纳米复合材料表现出更高的50%电树枝引发电压;空间电荷测量结果表明XLPE中有更多同极性电荷注入,说明纳米颗粒的添加阻碍了针尖处同极性电荷的注入与抽出,进而阻碍了电树枝引发。正极性下MgO/XLPE纳米复合材料表现出更小的平均电树枝长度与宽度,这是由于高场强区产生的载流子与纳米颗粒发生碰撞,导致电树枝生长较慢。此外,正极性下MgO/XLPE纳米复合材料中平均电树枝长宽比随电压升高下降更快,这是由于电树枝无法穿透纳米颗粒,只能从其表面绕过,导致了电树枝通道方向的改变与细小分枝的产生。     

纳米MgO掺杂聚乙烯中空间电荷行为的研究

介绍了采用电声脉冲法测量纯低密度聚乙烯以及氧化镁／低密度聚乙烯（MgO／LDPE）纳米复合介质中的空间电荷,讨论了不同含量的MgO以及不同型号LDPE作为基础材料对复合介质内空间电荷分布的影响。实验结果表明：随着直流电场的增加,在纯聚乙烯中产生电荷注入现象,且随着加压时间的增加,注入的同极性电荷有向另一电极移动的趋势。少量的MgO可以有效抑制复合介质中的空间电荷注入,随着MgO含量的增加,对复合介质的空间电荷注入抑制效果逐渐减弱。     

聚乙烯绝缘材料空间电荷研究方法综述

随着电气工程和柔性输配电的快速发展,高介电常数和高电导率的多功能聚合物基复合材料受到越来越广泛的关注。广泛应用于高压输配电领域的聚乙烯（PE）绝缘材料介电性能优良,但空间电荷和水树枝等对其电气性能影响很大。介绍了目前聚乙烯空间电荷的抑制及测量方法的研究现状,展望了空间电荷分布改善及测量方法改善的研究方向。