高压电缆半导电屏蔽材料研究进展与展望

半导电屏蔽层是高压交直流电缆的重要组成部分,起到消除电缆绝缘与导体/金属屏蔽界面缺陷、均匀电场的作用.本文阐述了半导电屏蔽复合材料的导电机理及正、负温度电阻系数(PTC/NTC)效应;分析半导电屏蔽层表面光滑度的影响因素,提出基于白光干涉三维表面轮廓扫描的表面光滑度精确评估方法;综述了聚合物基体和导电填料对半导电屏蔽复...     

固化制度调控双酚A环氧树脂/酸酐体系绝缘性能的研究进展

酸酐固化双酚-A环氧树脂由于其优异的绝缘、热学以及机械性能,被广泛应用于电气设备的支撑、绝缘和密封等关键部件。然而极端运行环境与紧凑化设计趋势下,环氧树脂绝缘经常发生过热和击穿故障,严重威胁电气设备的安全稳定运行。以环氧树脂体系原料混合比、固化时间与温度组合为核心的固化制度是决定环氧树脂微观结构的关键因素,也直接影响其宏观性能。本文介绍了酸酐固化双酚-A环氧树脂固化动力学模型的演变过程,研究结果表明双酚-A环氧树脂/酸酐体系需考虑前后固化过程分阶段拟合其动力学参数。基于不同的混合比以及固化时间和温度组合,重点论述了固化制度对双酚-A环氧树脂/酸酐体系绝缘性能的影响规律,讨论了固化状态相关微观结构对绝缘性能的调控机制。相关研究结果有望为高端电工环氧树脂应用提供配方选型和工艺优化等方面的参考。     

高海拔与磁场环境下环氧树脂的绝缘破坏

为研究磁场环境下的绝缘破坏,采用印刷电极方法,将0.018mm厚的铜薄印制在环氧树脂绝缘板试样表面作为实验电极,使用直流高压电源,测试研究了高海拔低气压和磁场环境对环氧树脂小绝缘间隙绝缘破坏的影响。结果表明:随着气压的降低,起始放电电压减小,绝缘破坏时间延长;磁场环境下的起始放电电压比无磁场时低;磁场环境下的绝缘破坏时间依赖于磁力线与试样表面的相对夹角。     

机械应力影响环氧树脂绝缘电树枝劣化研究进展

环氧树脂凭借其优异的电气绝缘、耐热与机械性能以及良好的可塑性,被广泛应用于支撑绝缘子、绝缘拉杆等电气设备绝缘部件。随着电气设备电压等级的提高,环氧树脂绝缘部件运行工况日趋严苛,机械应力带来的绝缘失效问题更为突出。根据国内外参考文献,文中综述了机械应力下环氧树脂电树枝劣化引发绝缘击穿现象的研究进展。根据环氧树脂承受应力的不同,介绍了拉伸、压缩应力下电树枝生长的形貌特征,总结了温度工况下机械应力对电树枝生长的影响规律。基于环氧树脂分子链的物理微观结构与电荷输运特性,从能量角度探讨了绝缘材料在机械应力下的电树枝劣化机理。阐述了电气设备环氧绝缘部件的电树枝研究的关键问题与解决思路,为开发高绝缘性能的环氧树脂绝缘材料提供了参考。     

伽玛线辐射对环氧树脂表面陷阱分布的影响

环氧树脂绝缘材料在核电站、宇宙航天等核辐射环境下的电气电子设备中广泛应用,了解高能辐射对其表面陷阱分布的影响对保障绝缘安全具有重要意义。本文以经伽玛线辐射的环氧树脂为试样,通过直流电晕向其表面注入电荷,采用静电电位计测量表面电位衰减特性,基于等温衰减电流理论计算材料表面陷阱分布,分析总辐射量的影响。结果表明,表面陷阱存在双能级中心;随着总辐射量的增大,陷阱密度先减小后增大,陷阱能级变浅。伽玛线辐射引发的化学反应使试样表层化学结构发生变化,是导致陷阱分布改变的主要原因。     

交联工艺对XLPE击穿特性的影响研究

通过添加DCP交联剂到低密度聚乙烯(LDPE),在120～220℃交联温度下进行交联实验,观测不同交联工艺制备的交联聚乙烯试样的击穿电压和耐压时间的变化特点.结果表明:交联温度对试样的击穿电压和耐压时间有显著的影响.随着实验温度的提高,试样的击穿电压和耐压时间下降,当实验温度超过90℃时,下降幅度加剧.交联温度对交联度...     

弹性体含量对交流电压下聚丙烯/硅橡胶界面击穿过程的影响

为改善可回收电缆主绝缘材料聚丙烯的韧性,分别采用辛烯乙烯弹性体(POE)和丙烯基弹性体(PBE)对其进行改性处理。模拟电缆中间接头的电场分布形式,研究了弹性体含量对等规聚丙烯/硅橡胶(i PP/Si R)界面击穿过程的影响。结果表明,加入2种弹性体均能使i PP/Si R界面的击穿时间有较大的延长,但弹性体质量分数达到35%以后击穿时间开始缩短。(i PP+POE)/Si R界面放电起始阶段的时间比(i PP+PBE)/Si R长,而(i PP+POE)/Si R界面的放电发展时间比(i PP+PBE)/Si R短。分析认为,随着弹性体的加入,i PP弹性模量降低,使得界面气孔的尺寸减小,击穿时间延长。此外,2种弹性体与i PP相容性不同导致的微观结构和陷阱分布差异是影响界面击穿过程不同的主要因素。     

干式直流电容器聚丙烯薄膜绝缘性能及其改进方法研究进展

在超特高压直流输电换流阀厅中，干式金属化薄膜电容器承担阻尼缓冲、电压支撑和辅助换流等重要角色，其安全可靠性取决于电容器薄膜介质的绝缘性能。电压等级提升与设备小型化发展，对电容器绝缘性能提出了更严苛要求。该文基于运行工况下干式电容器用聚丙烯薄膜的微观和宏观性能演化规律，总结了微观结构、热场作用、复杂电场和机械应力对薄膜介质介电性能的影响规律，分析了聚丙烯薄膜绝缘老化乃至击穿失效机理。从物理共混、有机添加、灰分抑制、结晶设计、化学接枝及界面改性几方面归纳了薄膜绝缘改性的国内外研究现状，介绍了几种干式直流电容器用聚丙烯基材及薄膜介电性能的提升方法，为开发适用于超特高压直流运行工况的干式金属化聚丙烯薄膜电容器提供参考。     

直流GIL表层功能梯度绝缘子参数设计与电场优化

为调控直流稳态与极性反转工况下直流气体绝缘输电线路（HVDC GIL）绝缘子的沿面电场分布，分别设计了稳态梯度（ST-SFGM）绝缘子与极反梯度（PR-SFGM）绝缘子。迭代优化后的SFGM绝缘子涂层电导率恒定，厚度沿r坐标方向减小。电场仿真结果表明，直流稳态工况下均匀绝缘子的最大电场出现在高压三结合点附近，强度为4.25 kV/mm。ST-SFGM绝缘子与PR-SFGM绝缘子的直流电场分布较为均匀，最大电场强度分别下降54.6%与62.1%。极性反转工况下，均匀绝缘子与ST-SFGM绝缘子的电场畸变加剧，最大电场强度分别提升1.09和3.44倍，而PR-SFGM绝缘子的最大电场强度则基本保持不变。     

核电站电缆绝缘的研究现状与展望

电缆作为核电站的“血管”和“神经”，是保障核电系统安全运行的重要电力装备。论文系统梳理了核电站电缆绝缘领域的研究进展，分析了绝缘材料在核电站强辐射、高温等极端环境下的劣化失效机理，探究了由辐照引起的物理、化学变化对材料机械和电学性能的影响；探讨了提升电缆绝缘耐受极端环境的改性方法，介绍了纳米颗粒的阻氧效应对材料耐辐照性能的提升；并且分析了核电缆的检测与评估技术发展现状，介绍了宽频阻抗谱法和介电谱法两种无损检测技术；最后，展望了核电缆领域的未来研究方向，未来还需要进一步进行核辐射、高温、LOCA等极端环境下的研究，确立有效提升耐候性的物理、化学改性方法，并且发展非侵入式、非破坏性的检测与评估技术。论文将为服役于核电站极端环境中电缆的绝缘设计、生产和运行维护提供参考。