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160kV直流电缆绝缘材料老化特性及击穿特性研究

发布时间:2019-09-04 16:38
【摘要】:交联聚乙烯(XLPE)电缆因其优异的机械和电气性能广泛应用于高压直流输电系统。XLPE电缆在投运以后会发生绝缘老化,导致空间电荷的积累。直流电缆中空间电荷的积累、转移和消散会导致电介质内部电场畸变,从而影响高压直流绝缘材料的老化及击穿特性。研究XLPE绝缘的老化特性对于直流电缆系统可靠运行具有重要意义。本文采用电声脉冲法(Pulsed Electro-Acoustic,PEA)研究了90℃(50d,70d,100d,140d)以及135℃(30d)热老化和40kV/mm直流电老化(15d,25d)后XLPE试样的空间电荷积聚、消散特性,分析了老化对XLPE试样的空间电荷特性的影响。试验结果表明,90℃热老化条件下空间电荷总量呈现先减少后增加的趋势;135℃热老化情况下,试样内部空间电荷量迅速增加;直流电老化对试样的老化程度影响较小,空间电荷随加压时间略有增加。本文利用傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)和差示扫描热分析(Differential scanning calorimety,DSC)对试样的老化机理进行了分析研究。研究结果表明,长期90℃热老化以及高温热老化(135℃)会导致试样内羰基基团增多,结晶度降低;电老化下试样的FTIR和DSC特性变化不明显。XLPE的击穿特性研究表明,在运行温度范围(20-70℃)内,温度对雷电冲击电压下的冲击场强的影响较小,击穿场强值在215 kV/mm-240 k V/mm之间;随温度升高,直流电压和操作冲击电压下的击穿场强值逐渐降低。
【图文】:

分子结构图,交联聚乙烯,聚乙烯


乙烯的分析结构图见图 1-1。,聚乙烯交联成 XLPE有物理法和化学法两种方法,、微观特性,而且不同的交联程度也会对交联聚乙以及击穿特性产生明显影响。。物理方法是采用粒子辐射的方法,使用高能电子射,改变微观结构,去除聚乙烯分子中的氢原子,并然后分子间再进行交联,最终形成 XLPE。。化学法的过程是在聚乙烯中加入少量的有机合成最常使用的是过氧化二异丙苯,其原理是该添加剂容解产生的游离基,使它们与 PE中的氢原子结合,而子就会互相联合起来,,从而生成交联聚乙烯。从经济学法要优于物理法。

基本原理,固体介质


电荷检测方法常用的的空间电荷检测方法可分为三类,压力波法(Pres PWP)[26],电声脉冲法(Pulsed Electro-acoustic, PEA)[27]ave Method)[28]等三大类方法,它们分别以压力波,电脉深入固体介质内部引起外部测量电路的相应变化,通过(电流、电压、声波)来获得固体介质中空间电荷分布的信测量空间电荷的基本原理是,在试品两端加高压电脉冲荷在电脉冲作用下在局部发生微小的振动,这一振动以递。接地的电极收集到这一声信号,并由压电传感器将号。因此,这一电信号就包含了试品内部空间电荷的分的处理,可获得空间电荷分布的信息[27]。图 2-1 为 PEA
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM21

【参考文献】

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本文编号:2531866

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