110kV电压等级交联聚乙烯绝缘材料老化特性研究

摘要

交联聚乙烯和聚乙烯凭借其优良的电气、力学和物理化学性能，已经被广泛应用在输配电电缆绝缘材料中。
　　随着现代化工业的蓬勃发展，电力供应需求迅猛增长，为了满足电力需求和电力传输的经济性，电网朝着大容量、高电压方向不断发展，这将对电力电缆的负荷和耐压等级提出了更高的要求，进而导致电缆的运行环境更加恶劣，进一步促进了电力电缆的老化，如热、电单因子老化和多因子联合老化的发生。所以分析电力电缆绝缘的老化机理并建立合理有效的判定绝缘老化方法是十分必要的。
　　本文主要采用对比性分析的方法，通过研究聚乙烯、国产110kV交联聚乙烯（青岛汉缆有限公司生产的交联聚乙烯）和北欧110kV交联聚乙烯（北欧化工公司生产的交联聚乙烯）电老化因子作用下，研究聚乙烯和交联聚乙烯绝缘材料其电导电流、损耗因数和击穿场强等特性随老化时间的变化规律。同时通过测量热老化因子作用下不同老化时间绝缘材料红外光谱和结晶度来分析绝缘材料分子结构和形态结构的变化，从更基本的层面上分析绝缘材料老化过程及规律。
　　在电力设备运行中，绝缘部分不可避免地持续工作在热、电、机械等因素组成的环境下。这些应力开始并持续作用在绝缘系统上将导致绝缘材料的降解，导致绝缘材料的退化最终将导致电气设备及绝缘材料的提前失效。因此研究绝缘材料的老化机理和老化判定对预防电气设备事故十分重要。目前最普遍的方法都是破坏性和定义变量（基于绝缘电阻、损耗因素、局部放电、气体分析等）等方法。本文通过一种非破坏性方法判定绝缘老化一吸收电流法，通过测量绝缘材料在施加阶跃电压产生吸收电流曲线分析绝缘不同程度单老化因子作用下绝缘材料的老化程度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景

1．3 聚合物老化研究现状

1．3．1 聚合物热老化研究现状

1．3．2 聚合物电老化研究现状

1．4 老化实验方法介绍

1．4．1 自然老化与人工老化

1．4．2 老化评定测试方法

1．5 本课题主要任务

第2章 聚乙烯、交联聚乙烯老化及机理

2．1 热老化

2．1．1 热老化原因

2．1．2 热老化机理

2．2 电老化

2．2．1 电老化原因

2．2．2 电老化机理

第3章 110kV电压等级交联聚乙烯绝缘材料热老化行为研究

3．1 样品制备

3．2 热老化对绝缘材料化学结构的影响

3．2．1 红外光谱仪

3．2．2 实验过程及结果分析

3．3 热老化对绝缘材料结晶度的影响

3．3．1 差示扫描热量仪

3．3．2 实验过程及实验结果

3．4 热老化对绝缘材料击穿场强的影响

3．5 本章小结

第4章 110kV电压等级交联聚乙烯绝缘材料电老化行为研究

4．1 样品制备

4．2 电老化对绝缘材料电导电流的影响

4．2．1 电导电流测试装置

4．2．2 实验过程及结果

4．3 电老化对绝缘材料损耗因数的影响

4．3．1 宽频介电谱测试装置

4．3．2 实验过程与结果

4．4 电老化对绝缘材料击穿场强的影响

4．5 本章小结

第5章 吸收电流法判定老化程度

5．1 实验原理

5．2 实验方法

5．3 热老化样品吸收电流分析

5．4 电老化样品吸收电流分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

致谢