不同热老化温度下高压电缆绝缘特性及失效机理 |
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引用本文: | 段玉兵,韩明明,王兆琛,兰锐,李国倡.不同热老化温度下高压电缆绝缘特性及失效机理[J].电工技术学报,2024(1):45-54. |
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作者姓名: | 段玉兵 韩明明 王兆琛 兰锐 李国倡 |
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作者单位: | 1. 国网山东省电力公司电力科学研究院;2. 山东省高压绝缘系统与先进电工材料工程研究中心(青岛科技大学先进电工材料研究院) |
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摘 要: | 高压电缆的运行温度是影响其绝缘性能的关键因素。该文通过对交联聚乙烯(XLPE)开展不同温度下的加速热老化实验,对比了XLPE微观理化性能和宏观电学性能的变化规律。同时,在微观层面模拟了XLPE分子在不同温度下自由体积与均方位移的变化规律,在宏观层面结合XLPE的介电性能分析了高压电缆内部温度场的变化规律,进而揭示了高温下高压电缆的绝缘失效机理。研究结果表明,随着老化温度的升高,XLPE分子的劣化程度加快,羰基、碳碳双键等官能团含量增大;介质损耗因数与介电常数逐渐增加,甚至出现了突增的现象;结晶区结构的被破坏加快了击穿场强的下降;分子运动加剧,自由体积率从12.53%增大至14.07%。老化后介电性能的下降会导致电缆内部温度升高,从而对电缆的热老化起到了正反馈作用。
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关 键 词: | 高压电缆 热老化 交联聚乙烯 仿真分析 |
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