XLPE直流接地电树枝生长特性及形态结构

发布时间：2019-10-01 22:30

【摘要】：电树枝化是交联聚乙烯(XLPE)绝缘劣化的重要表征。为此,对直流接地电树枝生长特性和电树枝形态结构进行了试验研究,重点分析了正负极性直流接地电树枝生长机理。同时,利用分形维数定量描述了电树枝结构特征,并结合电树枝生长过程中分形维数变化规律对不同极性接地电树枝生长机理进行了分析。最后通过提出导电通道分压理论和电树枝尖端屏蔽机理对直流接地电树枝生长特性进行了解释说明。试验结果表明:直流接地电树枝生长特性具有显著的极性效应;正极性直流接地电树枝生长速度较快,电树枝分枝较少且通道颜色较浅,形成明显的稀疏枝状结构;负极性直流接地电树枝生长方向具有分散性,细小分枝较多且分枝主干道颜色较深,形成相对密集的枝状结构。该试验结论可为今后同类型试验研究及高压直流电缆安全稳定运行提供理论参考。
【图文】：

/min降温速率冷却至室温。②将上述制成的试样条放入插针模具中，利用硫化机将试样加热至120~140℃温度并保持5min时间，使试样软化，之后以10mm间距等间隔插入10根不锈钢针电极，针尖曲率半径为3μm；插针时要确保进入试样的针电极与试样上下表面等距，以降低后续试验中试样发生侧面击穿的概率。③继续恒温5min时间以充分消除电极插入试样后针尖存留气泡和残余机械应力的影响；最后以8~9℃/min降温速率冷却至室温；取出室温试样，在插针侧对边用强力胶可靠地粘贴导电铜箔，作为试样地电极。具体的试样及针电极尺寸如图1所示。为防止试样在后续施加直流高压时发生沿面闪络，需要对上述制备的所有试样针电极裸露部分浇筑热熔胶，充分冷却凝固后得到最终可用于试验的针电极试样条。1.2试验系统及方法试验系统如图2所示，将电树枝试样固定放置于方形透明石英玻璃容器中部，并浸入二甲基硅油，以防止沿面闪络和外部放电，并增加观测系统的清晰度。容器底部放有温度控制仪板，通过外部仪器对试验系统进行恒温控制。对针电极施加直流高压，试样底部铜箔可靠接地。显微镜系统采用水平放置，避免了直流电压下电泳现象造成的图像晃动问题。容器底部安装2维移动平台，实现对试验过程中试样位置的精准调整。显微拍照系统与计算机相连，用于对试验电树枝引发和生长过程进行实时观察和图1试样结构Fig.1Specimenconfiguration图2直流接地电树枝实时观测系统Fig.2GroundedDCtreeonlineobservationsystem

m；插针时要确保进入试样的针电极与试样上下表面等距，以降低后续试验中试样发生侧面击穿的概率。③继续恒温5min时间以充分消除电极插入试样后针尖存留气泡和残余机械应力的影响；最后以8~9℃/min降温速率冷却至室温；取出室温试样，在插针侧对边用强力胶可靠地粘贴导电铜箔，作为试样地电极。具体的试样及针电极尺寸如图1所示。为防止试样在后续施加直流高压时发生沿面闪络，需要对上述制备的所有试样针电极裸露部分浇筑热熔胶，充分冷却凝固后得到最终可用于试验的针电极试样条。1.2试验系统及方法试验系统如图2所示，将电树枝试样固定放置于方形透明石英玻璃容器中部，，并浸入二甲基硅油，以防止沿面闪络和外部放电，并增加观测系统的清晰度。容器底部放有温度控制仪板，通过外部仪器对试验系统进行恒温控制。对针电极施加直流高压，试样底部铜箔可靠接地。显微镜系统采用水平放置，避免了直流电压下电泳现象造成的图像晃动问题。容器底部安装2维移动平台，实现对试验过程中试样位置的精准调整。显微拍照系统与计算机相连，用于对试验电树枝引发和生长过程进行实时观察和图1试样结构Fig.1Specimenconfiguration图2直流接地电树枝实时观测系统Fig.2GroundedDCtreeonlineobservationsystem
【作者单位】： 华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室;国网浙江省电力公司舟山供电公司;南方电网科学研究院有限责任公司;
【基金】：国家重点研发计划(2016YFB0900705) 中央高校基本科研业务费专项资金(2016SX92)~~
【分类号】：TM247

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本文编号：2544607