氟化聚乙烯空间电荷及电晕老化特性的研究
发布时间：2021-11-05 13:24
随着我国高压直流输电的迅速发展,以聚乙烯材料为主的挤压型聚合物电缆因其优异的机械及电气性能而得到广泛的研究和应用。然而,聚合物电缆在高压直流电场的作用下,其内部容易积累空间电荷,导致材料中的电场分布发生畸变,从而引发材料老化、击穿等一系列问题,严重威胁电网的安全稳定运行。本文以线性低密度聚乙烯材料为研究对象,利用直接氟化技术对材料进行了表面处理,采用傅立叶红外光谱仪和扫描电子显微镜表征了氟化前后聚乙烯样品表面的化学成分及微观形貌。结果表明,直接氟化技术使聚乙烯材料表面大量的氢原子被氟原子取代,引起聚乙烯样品表面的化学成分和分子结构发生变化,同时增加了样品表面的粗糙度。基于电声脉冲法研究了氟化处理前后聚乙烯样品内部的空间电荷分布特性,通过等温表面电位衰减法对材料表面电荷动态特性进行了分析,并计算得出了材料表面的陷阱能级与陷阱密度的分布,获得了直接氟化技术对聚乙烯材料陷阱能级分布的影响规律。结果表明,直接氟化技术通过提高聚乙烯样品表面的陷阱能级与陷阱密度,使样品表面捕获更多电荷并形成屏蔽层,同时提高电荷的注入势垒,从而有效抑制了聚乙烯样品在直流电场下空间电荷的注入和积累。利用电晕放电装置对...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直接氟化化学反应示意图
或 X 射线等辐射，导致聚合物材料分解。臭氧氧化效应。电晕放电生成臭氧等活性气体轻易氧化及腐蚀材料表面，绝缘性能下降，最终导致绝缘材料的完全失效[44]。热老化理论。受到强电场的影响，电介质材料由于介质损耗而导致温度上电介质材料中的传递速率较低，所以当材料传递热量的速率较慢时将不量散发出去，那么介质中局部区域的温度将明显升高。同时伴随着温度逐介质材料的电导率将变大，导致介质损耗也逐渐增加。该过程的反复循环合物发生氧化降解、熔化、焦化等现象，最终导致材料发生绝缘击穿[45] 电晕老化研究现状晕放电可用图 1.2 表示，电晕放电主要划分为三个区域：电离区、粒子漂室区。电离区的局部电场强度最大，电晕放电将这部分区域的气体电离并粒子，此区域同时存在着正、负电荷，并且密度相差不大。粒子漂移区的强度小于电离区，因此只会发生非常少的电离现象，此区域多是分布着和同极性的电荷。气室区的局部电场强度最小，并且与针尖距离最远。
性方法的一种，这种方法主要是通过对聚合从而影响材料的各方面性能。从二十世纪七乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等有机高分子材料发殊的化学结构和优异的物理性能[49]。的直接氟化装置对聚乙烯样品进行表面处理描电子显微镜研究样品表面在氟化前后的成冲法测量空间电荷的装置、测量原理，以及基的装置及测量原理，同时介绍了针-板电晕老备与氟化处理品的制备无添加剂的线型低密度聚乙烯（LinearLowD0.921g/m3, 熔体流动速率为0.70g/10min，通的样品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含氟硅烷成分介质阻挡放电PET材料表面改性研究[J]. 毛舒驰. 塑料科技. 2017(10)
[2]氟化剥离填料对氮化硼/环氧复合材料沿面闪络电压的影响[J]. 律方成,阴凯,付可欣,林浩凡,谢庆,侯志灵,张翀. 高电压技术. 2017(09)
[3]高压直流交联聚乙烯电缆应用与研究进展[J]. 杜伯学,李忠磊,杨卓然,李进. 高电压技术. 2017(02)
[4]直接氟化技术在绝缘材料方面的应用研究[J]. 王旭,陈腾,刘洋,刘向阳. 绝缘材料. 2016(12)
[5]高压直流交联聚乙烯电缆运行与研究现状[J]. 李忠磊,杜伯学. 绝缘材料. 2016(11)
[6]方波脉冲下聚酰亚胺/纳米复合薄膜耐电晕特性研究[J]. 吴旭辉,高国强,魏文赋,钟鑫,张兴涛,吴广宁. 电力电容器与无功补偿. 2016(05)
[7]表面氟化对聚酰亚胺薄膜吸水特性及其击穿电压和表面电荷特性的影响[J]. 李进,杜伯学,李忠磊,韩涛,邢云琪,李晓龙. 高电压技术. 2016(09)
[8]采用等温表面电位衰减法表征LDPE与HDPE内陷阱的分布特性[J]. 刘孟佳,周福升,陈铮铮,李建英,闵道敏,李盛涛,李茜,夏荣. 中国电机工程学报. 2016(01)
[9]交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响[J]. 高岩峰,王家福,梁曦东,阎志鹏,刘瑛岩. 中国电机工程学报. 2016(01)
[10]基于等温表面电位衰减法的直流电缆用低密度聚乙烯和交联聚乙烯陷阱电荷分布特性[J]. 欧阳本红,赵健康,周福升,李建英,闵道敏,刘孟佳. 高电压技术. 2015(08)
博士论文
[1]直流电压下聚四氟乙烯表面电荷的聚散及其对闪络特性的影响[D]. 王邸博.重庆大学 2015
[2]表层分子结构与纳米调控聚酰亚胺薄膜表面及空间电荷特性研究[D]. 李杰.天津大学 2014
[3]伽马射线和紫外线老化条件下聚乙烯的空间电荷特性和陷阱特征[D]. 周天春.重庆大学 2012
[4]油纸绝缘介质的直流空间电荷特性研究[D]. 唐超.重庆大学 2010
硕士论文
[1]纳米氧化硅/聚乙烯复合材料直流介电性能的研究[D]. 宋宇程.哈尔滨理工大学 2016
[2]交联聚乙烯热老化监测及快速热寿命评估[D]. 霍瑞美.上海交通大学 2014
[3]低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料空间电荷特性研究[D]. 沈健.重庆大学 2011
本文编号：3477887
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直接氟化化学反应示意图
或 X 射线等辐射，导致聚合物材料分解。臭氧氧化效应。电晕放电生成臭氧等活性气体轻易氧化及腐蚀材料表面，绝缘性能下降，最终导致绝缘材料的完全失效[44]。热老化理论。受到强电场的影响，电介质材料由于介质损耗而导致温度上电介质材料中的传递速率较低，所以当材料传递热量的速率较慢时将不量散发出去，那么介质中局部区域的温度将明显升高。同时伴随着温度逐介质材料的电导率将变大，导致介质损耗也逐渐增加。该过程的反复循环合物发生氧化降解、熔化、焦化等现象，最终导致材料发生绝缘击穿[45] 电晕老化研究现状晕放电可用图 1.2 表示，电晕放电主要划分为三个区域：电离区、粒子漂室区。电离区的局部电场强度最大，电晕放电将这部分区域的气体电离并粒子，此区域同时存在着正、负电荷，并且密度相差不大。粒子漂移区的强度小于电离区，因此只会发生非常少的电离现象，此区域多是分布着和同极性的电荷。气室区的局部电场强度最小，并且与针尖距离最远。
性方法的一种，这种方法主要是通过对聚合从而影响材料的各方面性能。从二十世纪七乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等有机高分子材料发殊的化学结构和优异的物理性能[49]。的直接氟化装置对聚乙烯样品进行表面处理描电子显微镜研究样品表面在氟化前后的成冲法测量空间电荷的装置、测量原理，以及基的装置及测量原理，同时介绍了针-板电晕老备与氟化处理品的制备无添加剂的线型低密度聚乙烯（LinearLowD0.921g/m3, 熔体流动速率为0.70g/10min，通的样品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]含氟硅烷成分介质阻挡放电PET材料表面改性研究[J]. 毛舒驰. 塑料科技. 2017(10)
[2]氟化剥离填料对氮化硼/环氧复合材料沿面闪络电压的影响[J]. 律方成,阴凯,付可欣,林浩凡,谢庆,侯志灵,张翀. 高电压技术. 2017(09)
[3]高压直流交联聚乙烯电缆应用与研究进展[J]. 杜伯学,李忠磊,杨卓然,李进. 高电压技术. 2017(02)
[4]直接氟化技术在绝缘材料方面的应用研究[J]. 王旭,陈腾,刘洋,刘向阳. 绝缘材料. 2016(12)
[5]高压直流交联聚乙烯电缆运行与研究现状[J]. 李忠磊,杜伯学. 绝缘材料. 2016(11)
[6]方波脉冲下聚酰亚胺/纳米复合薄膜耐电晕特性研究[J]. 吴旭辉,高国强,魏文赋,钟鑫,张兴涛,吴广宁. 电力电容器与无功补偿. 2016(05)
[7]表面氟化对聚酰亚胺薄膜吸水特性及其击穿电压和表面电荷特性的影响[J]. 李进,杜伯学,李忠磊,韩涛,邢云琪,李晓龙. 高电压技术. 2016(09)
[8]采用等温表面电位衰减法表征LDPE与HDPE内陷阱的分布特性[J]. 刘孟佳,周福升,陈铮铮,李建英,闵道敏,李盛涛,李茜,夏荣. 中国电机工程学报. 2016(01)
[9]交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响[J]. 高岩峰,王家福,梁曦东,阎志鹏,刘瑛岩. 中国电机工程学报. 2016(01)
[10]基于等温表面电位衰减法的直流电缆用低密度聚乙烯和交联聚乙烯陷阱电荷分布特性[J]. 欧阳本红,赵健康,周福升,李建英,闵道敏,刘孟佳. 高电压技术. 2015(08)
博士论文
[1]直流电压下聚四氟乙烯表面电荷的聚散及其对闪络特性的影响[D]. 王邸博.重庆大学 2015
[2]表层分子结构与纳米调控聚酰亚胺薄膜表面及空间电荷特性研究[D]. 李杰.天津大学 2014
[3]伽马射线和紫外线老化条件下聚乙烯的空间电荷特性和陷阱特征[D]. 周天春.重庆大学 2012
[4]油纸绝缘介质的直流空间电荷特性研究[D]. 唐超.重庆大学 2010
硕士论文
[1]纳米氧化硅/聚乙烯复合材料直流介电性能的研究[D]. 宋宇程.哈尔滨理工大学 2016
[2]交联聚乙烯热老化监测及快速热寿命评估[D]. 霍瑞美.上海交通大学 2014
[3]低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料空间电荷特性研究[D]. 沈健.重庆大学 2011
本文编号：3477887
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