交联工艺对交联聚乙烯结晶形态的影响

交联聚乙烯(XLPE)结晶形态影响着电树老化性能和电压击穿性能。以不同交联温度和交联时间制成的XLPE薄片为试样,测试了相应试样结晶度变化的特点,观察了试样的结晶形态,分析了交联温度和交联时间对结晶过程的影响。结果表明,交联程度和交联剂过氧化二异丙苯分解产生的副产物对XLPE结晶形态构成影响,过度交联不利于XLPE晶粒的均匀分布和结晶形态的规整。     

交联聚乙烯电缆绝缘热历程中的质量损失

交联聚乙烯绝缘电力电缆采用有机过氧化物交联后会产生一些易挥发的副产物 ,如苯乙酮、α-甲基乙酮等 ,因此造成电缆绝缘的性能不稳定 ,严重时会影响电缆的使用。本文通过电缆绝缘的预热处理试验 ,研究绝缘的失重情况 ,以便求得如何使这些副产物尽可能挥发及逸出 ,从而提高电缆绝缘的稳定性。     

不同交联温度下交联聚乙烯绝缘中的水树生长特性研究

随着XLPE电缆在中压、高压以及超高压输电领域的不断应用,传统XLPE电缆绝缘的交联工艺迎来诸多挑战,尤其是交联温度对XLPE绝缘性能的影响问题不容忽视。该文研究不同交联温度下交联聚乙烯绝缘中的水树生长特性,并从聚集态结构角度出发对交联聚乙烯中的水树生长机制进行分析。制取不同交联温度的XLPE样本,进行加速水树老化实验、交联度测定实验和差示扫描量热分析实验,结果发现交联聚乙烯中的水树生长特性与交联度、结晶度等聚集态结构密切相关。而通过XRD衍射实验、SEM观测实验的分析发现:随着交联温度的升高,XLPE绝缘聚集态结构呈现先密集、后疏松的排列现象。基于这一发现,提出材料的聚集态结构模型以分析不同交联温度下交联聚乙烯绝缘中的水树生长机制。研究结果表明:交联聚乙烯绝缘的球晶结构趋于密集,则水树形成的尺寸较小;交联聚乙烯绝缘的球晶结构趋于疏松,则水树形成的尺寸较大。     

不同交联方式对交联聚乙烯电缆结晶形态影响的研究

利用差视扫描量热分析方法研究了聚乙烯的过氧化物交联、硅烷交联、辐照交联方法对交联聚乙烯电缆绝缘的结晶形态的影响,发现聚乙烯交联的方法不一样,材料所经历的热历史差异很大,从而交联后聚乙烯的结晶形态差异也很大。交联聚乙烯的结晶过程和交联过程存在互相作用．因此在利用交联方法改性提高聚乙烯性能的同时,还要尽可能控制热过程,使材料聚集态结构处于合理的状态,才能使交联聚乙烯绝缘具有更优异的性能．     

蒸汽交联工艺生产交联然绝缘线

本文介绍了用蒸汽交联工艺生产低压交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘线芯的工艺特点、要求 ,并提出了有关建议     

电线电缆绝缘交联聚乙烯交联工艺的分析和对比

综述了电线电缆绝缘交联聚乙烯的几种交联工艺原理和工艺过程,并对过氧化物交联、硅烷(温水)交联和辐照交联的特点和应用范围,以及注意事项作了效详细分析和比较。     

硅烷交联聚乙烯的电击穿

研究了由乙烯-乙烯基三甲氧基硅烷共聚物制成的硅烷交联聚乙烯在30℃～160℃温度范围内的电击穿。在30℃下施加冲击电压时,不论采用何种交联方法以及交联度如何,交联聚乙烯的击穿场强 F_B 除个别情况外总是低于未交联的低密度聚乙烯。讨论了由于交联过程产生微孔,造成在非晶体区域的非均匀性,因而使 F_B 值降低。根据随机分布弱点模型和单电子雪崩击穿理论的统计方法,进一步讨论硅烷交联聚乙烯在室温范围内的击穿机理;还比较在高于室温区域的直流电压 F_B 值与冲击电压 F_B 值,并讨论了空间电荷对 F_B 值的影响。     

热水交联与常压蒸汽交联两种工艺的分析比较

对硅烷交联聚乙烯电力电缆的两种交联工艺——热水交联和常压蒸汽交联从基础投资、能量消耗、产品质量、实际感知和缺陷暴露等方面进行分析评价,认为热水交联具有明显的优势。     

不同交联程度交联聚乙烯的空间电荷特征

为研究交联程度对聚乙烯空间电荷特征的影响,选用过氧化二异丙苯为交联剂并以低密度聚乙烯为基料,制备了交联程度不同的交联聚乙烯试样,分别对各试样进行了电荷注入阈值电场强度试验、加压时空间电荷累积试验和去压时空间电荷消散试验。然后以平均电荷密度为特征参量,分析了加压试验和消散试验中的空间电荷分布图谱,获得了交联程度对低密度聚乙烯空间电荷特征的影响。结果表明:交联向聚乙烯中引入了负电荷陷阱,并且增加了较深电荷陷阱的密度;交联能够显著提高聚乙烯的电荷注入阈值电场强度,其中氧化二异丙苯质量分数为3%样品的阈值电场强度最高;交联使得加压时电荷不易注入,而去压后当电场强度较低时电荷主要分布于电极附近,电场强度较高时电荷分布较深。     

硅烷交联聚乙烯电缆绝缘料

简述了电线电缆用硅烷交联聚乙烯绝缘料的交联原理、分类、配方、工艺、设备,并介绍了硅烷自然交联聚乙烯绝缘料在应用和使用过程中的一些特征以及影响该材料交联状况的因素。     

From LDPE to XLPE: Investigating the change of electrical properties. Part II. luminescence

Luminescence experiments have been used to probe the nature of trapping sites and the dynamic behavior of charge carriers in low density polyethylene (LDPE), antioxidant containing LDPE (LDPE+AO) and cross-linked polyethylene (XLPE). It is shown that deep traps of different natures are present in these materials. For example carbonyl functions provide deep traps in LDPE. New traps are seen in LDPE+AO and XLPE, associated with the anti oxidant itself or with its reaction produces, and to the by-products of the cross-linking reaction. Among those, acetophenone, cumyl alcohol and /spl alpha/-methylstyrene cannot account for the observed spectra. It is shown, in addition, that two XLPE compounds based on two different base resins exhibit the same behaviour demonstrating that the chemical and/or structural modifications introduced by the cross-linking process itself control the charge storage in XLPE. The electrical properties of the same materials are discussed in the light of the work reported in pt.I see ibid., vol.12 no.3 p.438-46, (2005).     

Generation and Dissipation of Negative Heterocharges in XLPE and EPR

Charge generation in cross-linked polyethylene (XLPE) and ethylene propylene rubber (EPR) under dc stress are influenced strongly by inclusions. The inclusions influencing charge generation are cross-linking byproducts, antioxidants, and moisture. These inclusions particularly influence the generation of negative heterocharges observed near positive electrodes, which produce high electric stress regions in XLPE cable insulation under dc voltage. Because a high electric field might cause dielectric breakdown of high-voltage equipment, it is important to minimize negative heterocharge accumulation. Consequently, the authors performed experiments to clarify the negative heterocharge generation mechanism in XLPE and EPR. The authors first studied the influence of cross-linking byproduct and moisture on negative heterocharge generation to clarify the mechanism. The authors next performed experiments to elucidate the effect of antioxidants on heterocharge generation, which revealed that the negative heterocharge is generated in XLPE insulation containing sulfur-containing phenolic antioxidant, or sulfur-type antioxidant. This heterocharge is presumed to be created by the combined effect of the antioxidant and acetophenone. Furthermore, the authors studied the dissipation of negative heterocharges in XLPE and EPR, clarifying that the dissipation of negative heterocharges in EPR is much faster than that in XLPE. This paper presents results of these studies.     

挤包绝缘高压直流电缆制造与应用中的径向梯度效应

挤包绝缘高压直流电缆在直流输电工程中应用广泛,但制造与应用中的梯度效应显著影响其直流电气性能.以500 kV交联聚乙烯直流电缆为研究对象,首先,通过仿真计算理想均匀绝缘电缆中的场强分布;然后,计算交联和脱气过程中绝缘层的温度分布,并对电缆绝缘切片取样,测量不同径向位置绝缘的相态结构和直流电气性能;最后,根据实测电导率对...     

暂态负荷下高压直流海底电缆热传递过程

高压直流（HVDC）交联聚乙烯（XLPE）绝缘海底电缆是实现长距离和大容量电能输送的重要设备。HVDC海底电缆负荷影响温度分布,而温度对HVDC XLPE绝缘电导率和电场强度分布特性有重要影响。相对于稳态负荷条件,暂态负荷条件下HVDC海底电缆热传递过程更加复杂。为研究暂态负荷下HVDC海底电缆热传递过程,建立热学有限元模型,仿真分析HVDC海底电缆由零负荷向满负荷再向零负荷转变过程的热传递过程,并组建试验平台开展对比研究。研究结果表明：仿真计算结果和试验测试结果吻合度高,仿真模型适用于描述暂态负荷下HVDC海底电缆热传递过程;通过构建导体温度暂态分量和稳态分量,可以实现良好的导体温度热传递过程趋势拟合,拟合方法有利于指导HVDC海底电缆温度趋势预测和现场运行维护工作。     

暂态负荷下高压直流海底电缆热传递过程

高压直流（HVDC）交联聚乙烯（XLPE）绝缘海底电缆是实现长距离和大容量电能输送的重要设备。HVDC海底电缆负荷影响温度分布,而温度对HVDC XLPE绝缘电导率和电场强度分布特性有重要影响。相对于稳态负荷条件,暂态负荷条件下HVDC海底电缆热传递过程更加复杂。为研究暂态负荷下HVDC海底电缆热传递过程,建立热学有限元模型,仿真分析HVDC海底电缆由零负荷向满负荷再向零负荷转变过程的热传递过程,并组建试验平台开展对比研究。研究结果表明：仿真计算结果和试验测试结果吻合度高,仿真模型适用于描述暂态负荷下HVDC海底电缆热传递过程;通过构建导体温度暂态分量和稳态分量,可以实现良好的导体温度热传递过程趋势拟合,拟合方法有利于指导HVDC海底电缆温度趋势预测和现场运行维护工作。     

10kV紫外光辐照交联聚乙烯电力电缆新技术

介绍了紫外光交联特点,以及生产额定电压10 kV紫外光辐照交联聚乙烯绝缘电力电缆的设备、工艺和产品的性能指标;并对紫外光辐照交联与其它交联方法作比较。     

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。     

The use of electron paramagnetic resonance in the probing of the nano-dielectric interface

Electron paramagnetic resonance (EPR) has been used to study the properties of trapped electrons or holes in XLPE and in 12.5% vinylsilane-treated SiO₂ nano-particles in XLPE specimens. Both electrically unstressed and electrically stressed (up to 25 kV/mm) specimens were used. The EPR spectra of both materials indicated that the acceptors/donors were oxygen radicals in the polymer, probably originating during the cross-linking. It was found that the anisotropic oxygen environments were not randomly oriented, but were textured, presumably during the fabrication of the sheet specimens. It was found that under the action of an applied electric field, the population of an additional number of oxygen radicals occurred. This result is discussed in relation to the implied polymer structure and conductivity mechanisms.     

电力电缆允许短路电流计算的简单方法及与IEC949的比较

电力电缆的允许短路电流通常依据IEC949进行计算。针对该标准中推荐方法存在的涉及物性及中间参数多、物理概念晦涩、理解和记忆困难、应用繁琐等问题,从电缆短路时的热传导模型出发,推导出一种简单易懂、准确实用的计算方法。在计算充油／交联聚乙烯绝缘电缆的线芯及金属屏蔽等允许短路电流时,其结果与IEC949的偏差不超过4％．且计算结果偏于保守．可保证电缆的实际安全运行。