低温下XLPE的电树枝生长特性研究

摘要

由于交联聚乙烯(XLPE)电缆优越的机械性能和电气性能，其在电网中有着越来越广泛的应用。电树枝化是影响交联聚乙烯电力电缆安全可靠运行的最重要的因素，由于电压、环境等因素的影响，电缆在长期的运行过程中会发生电树枝老化的情况，造成绝缘性能的下降。同时，由于近年来随着气候问题的日趋严重，我国的区域性极端低温事件频繁产生，由此造成交联聚乙烯电缆的低温轻负荷工作情况的时有发生。因此，对于低温下XLPE中的电树枝特性研究具有着重要的工程意义。
　　基于以上原因，为了填补低温下XLPE电树枝生长特性研究的空缺，本文对0℃～-50℃不同温度及+25℃下交联聚乙烯试样进行了电树枝特性实验研究。为克服由于重复操作、电网波动以及温度差异等带来的实验误差，本文采用一种可多试样同步加压的电树枝引发电极装置，通过7个温度下的电树枝实验，研究温度对电树枝引发率、电树枝50％起始电压、电树枝生长速度、电树枝形貌和生长位置的影响。
　　实验结果表明:随着试样上所施加电压的升高，电树枝引发率呈增大的趋势，且随着温度的降低，电树枝引发率随电压的变化趋于平缓，且分散性随温度的降低明显增大。0℃～-50℃下电树枝50％起始电压在15kV～35kV内随着温度的降低呈增大趋势，且电压的增幅随着温度的降低呈减小趋势。分析实验结束后电树枝采样图上标定出的电树枝生长长度可发现，同一温度下随着电压的升高电树枝生长长度逐渐增大，而不同的温度下在电压跨度相同时，温度越低电树枝生长长度增加的幅值越小。实验时间一个小时下根据电树枝生长长度标定出电树枝生长速度，随着温度的降低电树枝的生长速度也相应减小，当温度降低到一定程度时温度的降低对电树枝生长速度的影响有一定程度的削弱。对于电树枝的生长形貌和生长位置，低温下丛状电树枝不易生成，且温度越低丛状电树枝越小，而低温下电树枝生长位置距离针尖有一定的空隙，且温度越低越易在针尖侧面产生。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景、目的及意义

1．2 聚合物中的电树枝理论

1．2．1 电树枝简介

1．2．2 电树枝引发机理

1．3 聚合物电树枝特性的研究现状

1．3．1 国外电树枝特性的研究现状

1．3．2 国内电树枝特性的研究现状

1．4 课题来源及主要研究内容

第2章 不同温度下XLPE的电树枝实验方法

2．1 实验试样的制备

2．1．1 XLPE制备

2．1．2 针电极的制备

2．1．3 试样的制备极其结构

2．2 实验装置

2．2．1 实验用电极装置

2．2．2 电树枝观测系统

2．2．3 主要实验设备

2．3 实验流程及数据处理方法

2．3．1 实验流程

2．3．2 数据处理方法

2．4 本章小结

第3章 低温下XLPE的电树枝实验及结果分析

3．1 不同温度下XLPE的电树枝实验

3．1．1 +25℃下XLPE的电树枝实验

3．1．2 0℃下XLPE的电树枝实验

3．1．3 -10℃下XLPE的电树枝实验

3．1．4 -20℃下XLPE的电树枝实验

3．1．5 -30℃下XLPE的电树枝实验

3．1．6 -40℃下XLPE的电树枝实验

3．1．7 -50℃下XLPE的电树枝实验

3．2 温度对电树枝引发的影响

3．2．1 不同温度下电压与电树枝引发率的关系

3．2．2 不同温度下Pearson相关性系数的关系

3．2．3 温度与50％电树枝起始电压的关系

3．3 温度对电树枝生长速度的影响

3．3．1 不同温度下电压与电树枝生长长度的关系

3．3．2 不同温度下电压与电树枝生长速度的关系

3．4 温度对电树枝形态的影响

3．4．1 温度对电树枝生长形貌的影响

3．4．2 温度对电树枝生长位置的影响

3．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢