基于极化电流的挤压力和热应力作用下电缆用乙丙橡胶绝缘性能的研究

为了明确电应力、热应力和机械应力共同作用对乙丙橡胶绝缘性能的影响,本研究制备了乙丙橡胶（EPDM）绝缘试样,分别测试了温度为30～120℃、挤压力为0～1.0 MPa和场强为1～25 kV/mm时乙丙橡胶的极化电流。为了评估乙丙橡胶的绝缘性能,引入吸收比K。通过极化电流中的稳态电导电流,计算得到试样的准稳态电导电流密度和电导率。结果表明：乙丙橡胶的绝缘性能与温度和电场强度呈负相关,其中在低场强区,试样的电导特性符合欧姆电导特性,在高场强区符合空间电荷限制电流机制。通过计算得出乙丙橡胶的载流子迁移率,分析发现载流子迁移率随着挤压力的升高先减小后增大,最终导致乙丙橡胶的绝缘性能发生变化。     

不同温度下退役高压电缆绝缘介电特性研究

为研究不同运行年限交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘层不同位置的介电特性变化,文中对2条退役和1条备用110 kV电缆绝缘层进行分层取样,在50～250℃之间选取8个温度点,进行介电谱试验。结果表明:XLPE电缆绝缘的复介电常数在高温下随频率变化明显;各试样的电导率和松弛峰峰值频率随运行年限的增大先减小后增大,能较好反映不同运行年限电缆的介电特性变化;同一电缆试样不同绝缘层位置的松弛峰峰值频率对应的活化能和Cole-Cole曲线对应的圆心角之间的差异随运行年限的增大先减小后增大,能较好反映电缆不同绝缘层位置之间的介电特性差异。各试样介电特性在高温下随运行年限的变化可作为评估XLPE电缆绝缘状况的有效手段。     

采用修正Cole-Cole模型提取油纸绝缘频域介电谱的特征参量方法

为了定量描述变压器油纸绝缘频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)随温度、水分、老化程度等绝缘状态的变化关系,引入了修正Cole-Cole模型研究油纸绝缘的FDS特性,提出采用该模型参量作为油纸绝缘FDS的特征参量,以反映其绝缘性能,并给出了模型的初始值设定方法及优化目标函数。在不同温度下采用三电极测量了油纸绝缘试品的频域介电谱特性,提取了模型的参量并分析其变化规律。结果表明,在10-3～103 Hz频率范围,可以采用单弛豫时间常数的修正Cole-Cole模型来描述油纸绝缘的频域介电谱,该模型将频域介电响应分解为弛豫、直流电导和跳跃电导3个分量的叠加。温度主要影响弛豫分量和直流电导分量,且上述两个分量所对应的时间常量τ和直流电导率σdc随温度变化满足Arrhenius方程。     

用碳酸钙与甲基丙烯酸锌对三元乙丙橡胶改性的研究

采用共混法制备了甲基丙烯酸锌(ZDMA)/碳酸钙(CaCO3)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,研究了碳酸钙和甲基丙烯酸锌及并用对复合材料性能的影响。结果表明,添加甲基丙烯酸锌复合材料的力学性能优于添加碳酸钙的复合材料,当甲基丙烯酸锌与碳酸钙并用时,甲基丙烯酸锌所占比例越高,复合材料拉伸强度越大。添加甲基丙烯酸锌和碳酸钙都能提高复合材料的耐热氧老化性,两种填料并用可获得更好的效果。     

三元乙丙橡胶与乙烯-丁烯弹性体在电线电缆绝缘中的并用

通过三元乙丙橡胶与乙烯-丁烯弹性体的并用,以过氧化物DCP为硫化剂,TAIC为共硫化剂。研制出具有良好的介电绝缘性能、物理机械性能及加工工艺性能的胶料。生产的成品电缆性能完全能满足符合GB/T5013—2008及JB/T 8735—2011标准要求。     

大型发电机主绝缘的Cole-Cole模型频域介电温度特性研究

为研究温度对发电机环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响,在实验室条件下,测试了不同温度下发电机线棒试样的频域介电响应,采用双弛豫Cole-Cole模型对测量数据进行拟合,分析了温度对环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响原因。结果表明,双弛豫Cole-Cole模型能够准确拟合测试值,温度升高会加强空间电荷极化和转向极化,使复介电常数实部ε'和虚部ε″的频谱曲线整体上移,低频段增大幅度高于高频段;同时温度升高会减小介质的松弛极化时间,使频谱曲线向高频方向移动。因此在应用介电响应法评估环氧云母绝缘老化状态时,必须考虑温度的影响。     

不同压力和温度下电缆用乙丙橡胶绝缘的极化电流研究

为了研究压力和温度对电缆用乙丙橡胶绝缘电导性能的影响,本研究测量了不同电场强度、温度和压力下乙丙橡胶的极化电流,提取极化指数和电导率,分析了乙丙橡胶的性能变化规律。基于准稳态电导电流密度与电场强度的关系,研究了压力和温度对乙丙橡胶导电机制的影响。结果表明：极化指数和电导率与温度呈线性相关性,而与压力呈非线性相关性。这是因为受压力和温度影响,乙丙橡胶的导电机制发生了变化,温度升高可以促进乙丙橡胶中的载流子数目增多。较低的压力限制了乙丙橡胶分子间的运动,较高的压力会破坏分子链,导致电导率升高。     

三元乙丙橡胶在线缆行业中应用和改性

本文介绍电线电缆绝缘专用的三元乙丙橡胶的应用情况 ,以及如何降低成本 ,提高胶料的机械物理性能和电性能 ,并作了分析和比较。     

电动汽车充电用电缆硬质乙丙橡胶绝缘橡皮的研制

研究了电动汽车充电电缆用乙丙橡胶绝缘材料.根据分子量分布特性筛选出合适的乙丙橡胶以及选用合适的改性材料,研制出的硫化橡胶拉伸强度达到16 MPa,体积电阻率大于1×1015Ω·cm.通过-40℃拉伸试验,结果表明该材料具有较好的机械性能、电性能、耐低温性能,各项性能指标完全达到新能源汽车充电用电缆的技术要求.     

基于图像特征和深度森林的乙丙橡胶电缆绝缘

为了更准确地对乙丙橡胶电缆绝缘老化状态进行识别,提出了一种基于局部放电图像特征和深度森林的识别方法。文中制备了不同老化状态的乙丙橡胶试样,搭建了局部放电试验平台,通过试验获得了不同老化状态的乙丙橡胶试样局部放电谱图,并从局部放电谱图中提取了19个特征参量,结合深度森林网络对不同老化程度的试样进行识别。结果表明：通过结合局部放电谱图特征和深度森林网络能够准确的识别电缆老化状态,且识别率优于其他传统分类算法。将局部放电图像特征与深度森林结合应用于电缆的绝缘老化诊断具有较好地工程应用前景。     

纳米SiO2添加对乙丙橡胶相对介电常数和电导特性的影响

为了明确纳米SiO2添加对乙丙橡胶绝缘相对介电常数和电导特性的影响,使用熔融共混法制备了含不同质量分数纳米SiO2的乙丙橡胶复合电介质,分析了纳米颗粒在乙丙橡胶基体中的分散特性,以及纳米颗粒与乙丙橡胶基体的键合性质,测量了乙丙橡胶纳米复合电介质的相对介电常数以及不同温度和电场下的稳态电流,分析试样的电导特性.结果表明:当纳米SiO2质量分数为0.5％时,在乙丙橡胶中的分散性最好,低浓度掺杂形成的位阻作用,降低了乙丙橡胶分子链段及其侧基链段的活动能力,纳米复合电介质中的界面效应明显,介电常数、电导率降低,空间电荷注入的阈值场强提高,绝缘性能得到明显提升.随着质量分数提高,纳米颗粒与乙丙橡胶基体之间的界面效应减弱;当纳米SiO2质量分数为2.5％、5.0％时,掺杂形成的团聚使纳米复合电介质的介电常数增大,电导率提高,空间电荷注入的阈值场强降低.纳米SiO2添加带来的界面效应是影响乙丙橡胶纳米复合电介质性能的关键因素.     

110 kV交联电缆绝缘层热分析研究

通过差示扫描量热法热分析技术,研究了110kV交联聚乙烯绝缘电缆绝缘层的聚集态结构。发现电缆工艺中的热过程和热历史会造成超高压交联电缆绝缘层各部分结晶形态分布的不同,中层聚集态结构均匀性较好,内层、外层结晶程度低于中层;材料的熔融热焓ΔHm能敏感地反映其结晶形态差异。用热处理前后ΔHm的变化量来判断内应力消除效果应比用测定常规物理机械性能变化量更合理。     

炭黑N330用量对乙丙橡胶电缆料性能的影响

研究了三个不同厂家生产的炭黑N330的用量对乙丙橡胶(EPDM)电缆料的机械性能、抗老化性能和电性能的影响。结果表明,三个不同厂家生产的炭黑N330对EPDM电缆料性能的影响规律相近。即N330的添加量为8~16份时,其胶料的拉伸强度和撕裂强度明显增大;随着炭黑N330用量的增多,胶料的断裂伸长率逐渐减小,但是均在700%以上;胶料经过热空气加速老化后,拉伸强度变化率和断裂伸长率变化率均在-30%^+30%之间;在N330添加量为16份时,胶料的体积电阻率和击穿强度分别不小于1014Ω·㎝和19 kV/mm。N330添加量为8~16份时,EPDM电缆料具有优异的综合性能。     

交联聚乙烯电缆绝缘电树枝化后热分析研究

为了研究交联聚乙烯电缆绝缘电劣化引发电树枝后对材料聚集态的影响,通过差示扫描量热法技术对劣化前试样、松枝状电树枝、稠密枝状电树枝、稀疏丛状电树枝及丛林状电树枝试样的电树区域与非电树区域进行了研究.结果表明,经过电劣化后材料的熔融峰温均低于劣化前试样;各种类型电树枝电树区域的熔融热焓均高于非电树区域,而各类电树枝电树区域...     

电缆XLPE绝缘热延伸试验过程控制与影响因素分析

介绍了XLPE绝缘热延伸试验过程控制要点,分别对XLPE绝缘材料成分、生产工艺、电热烘箱温度场控制、试样取样位置等因素对热延伸试验结果的影响进行了分析。认为在评估试验数据及绝缘材料的性能时,只有综合考虑各试验参数的变化及其对试验结果的影响程度,才能对试验结果做出准确判断。     

基于最小二乘法的变压器油纸绝缘频域介电谱法的研究

为了分析油纸绝缘系统的介电频谱与微水含量、温度之间的关系,在实验室搭建了频域介电谱法的测试平台。根据油纸绝缘系统的Debye弛豫模型,推导出了复电容实部与虚部的计算公式,并利用最小二乘法对测试数据进行曲线拟合,得到弛豫模型中的参数值,找出参数值的变化规律,并根据其来评估变压器的绝缘状况。结果表明:油纸复合绝缘系统复介电常数的实部和虚部都随温度和微水含量的增大而增大;温度和微水会影响等效模型中的参数,将弛豫参数的变化规律应用于变压器的状态评估有一定的可行性。     

油纸绝缘频域介电谱影响因素研究

作为一种新型的、非破坏性的试验方法,频域介电谱技术正广泛应用于油纸绝缘型绝缘诊断和评估。但在现场测试时发现,这种方法易受温度、空间电场等干扰因素的影响,从而给设备的绝缘诊断带来困难。为了提高频域介电谱用于油纸绝缘诊断的可靠性和准确性,笔者基于变压器等效XY模型在实验室内制备了典型的油纸绝缘试品,并在控制温度和试品状态的情况下,研究了温度、接线方式和绝缘结构对频域谱的影响规律。结果表明,3因素都对频域谱有特征性的影响,在实际测试中可通过温度校正、合理接线等方式排除这些因素的影响。     

变压器油纸绝缘状态的频域介电谱特征参量及评估方法

为了区分水分和老化产物对油纸绝缘频域介电特性的影响,进一步将频域介电谱测试方法更好地应用于评估变压器主绝缘的老化状态,本文在实验室中获得了不同水分含量及老化程度油纸绝缘试品的频域介电谱特性曲线,通过分析其变化规律,提出一种采用不同测试频率点对应介质损耗正切tan?为特征参量,以区分水分和老化状态影响的评估方法,并初步给出了各参量与水分含量和老化状态的定量拟合公式。结果表明,tan?在10?3~102Hz范围内随油纸绝缘水分含量增加而增大,而老化程度增加仅影响其在10?3~10?1Hz范围内的值;不同频率点对应的tan?值与水分含量和绝缘纸聚合度的拟合曲线呈现指数函数关系。应用该研究方法对一台现场运行的电力变压器主绝缘绝缘纸的水分含量和聚合度值进行评估,初步验证了该方法的有效性。     

基于力传感器的核电厂电缆绝缘老化检测分析

针对核电厂内错综复杂的仪控电缆服役时间较长,电缆绝缘和护套材料易发生老化的问题,对服役期内电缆绝缘材料进行无损老化检测设计。该设计方案采用力传感器测量绝缘材料的力与压痕深度,形成老化指数评估老化状态。测试结果表明,该检测方案可以有效检测和评价电缆绝缘老化状态,且无损于待测电缆。     

频域介电谱用于高压电流互感器绝缘诊断

电流互感器(TA)是电网控制回路的重要组成部分,失效时可能引起相对地故障或高能量爆炸,妨碍变电站的安全运行。为了提高电流互感器的运行可靠性,基于频域谱理论和测试技术,提出了联合频域介电谱和高压介损试验进行高压电流互感器绝缘状态及老化诊断的方法。首先利用频域介电谱(FDS)对3台220kV TA进行测试,得到了主绝缘的tanδ-f和C*-f特性曲线。然后对设备进行了高压介损试验,得到了主绝缘的tanδ-U曲线,并将10kV工频介损与FDS测试结果进行了对比,验证了两者的一致性。从试验结果可知:绝缘严重老化或受潮均使得固体绝缘中水分含量增加、低频段的介质损耗升高;老化严重时,低频段的复电容实部随频率降低而增大,绝缘受潮时复电容实部基本不随频率变化;绝缘老化设备在tanδ-U曲线上呈现开口形状,绝缘受潮设备的tanδ基本不随电压U变化,为两者的区分提供了新途径。FDS作为一种估计纸中水分和油电导率的可靠工具,结合高压介质损耗试验有利于对高压TA绝缘进行更有效、准确的诊断。