为了研究水树生长对交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)材料晶区的破坏作用,研究水树生长早期XLPE材料的晶区结构变化及晶区破坏机制。采用加速水树老化平台对A、B、C三组XLPE薄片样本分别进行10天、20天、30天的水树老化,老...为了研究水树生长对交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)材料晶区的破坏作用,研究水树生长早期XLPE材料的晶区结构变化及晶区破坏机制。采用加速水树老化平台对A、B、C三组XLPE薄片样本分别进行10天、20天、30天的水树老化,老化结束后用化学侵蚀法侵蚀样本,并用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观测水树区域晶区形貌,用X射线衍射(X ray diffraction,XRD)检测水树区域晶区结构变化。SEM观测结果表明,侵蚀样本中的缺陷形态在不同老化时期存在差异:老化10天时,样本中出现细长螺型位错滑移线及较短刃型位错;老化20天时,样本中沿XLPE晶面方向萌生裂缝;老化30天后,样本中裂缝发展为数十微米。同时,样本中出现尖底位错蚀坑,且在蚀坑底部存在微孔。XRD检测结果表明,水树老化将导致材料晶区衍射峰产生尖角状畸变及宽化,并且随着老化时间的增长,样本结晶度下降。分析认为,水树老化将导致XLPE晶区发生破坏。非晶区水树微孔发展至晶区时,将对晶区造成电机械应力并使晶区发生形变,进而在晶区萌生位错。位错运动增殖导致出现滑移线及位错台阶。随着位错密度增大,不同晶面位错交割并产生位错塞积,进而在晶区中萌生微裂纹并产生位错凹坑,晶区发生破坏。展开更多
为研究直流电压下交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘局部放电特性,搭建了一套XLPE电缆直流局部放电试验及检测系统,使用直流局放仪和高频电流法(high frequency current method,HFCT)检测。使用YJV 120mm2单芯电缆设...为研究直流电压下交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘局部放电特性,搭建了一套XLPE电缆直流局部放电试验及检测系统,使用直流局放仪和高频电流法(high frequency current method,HFCT)检测。使用YJV 120mm2单芯电缆设计并制作了绝缘内部气隙、主绝缘表面划伤、高压端毛刺电晕、半导电层爬电4类绝缘缺陷模型,并使用Comsol Multi-physics软件仿真了不同缺陷模型的电场分布特性。使用恒压法试验,绘制了时间分辨局放图谱(time-resolved partial discharge,TRPD)记录放电发展过程,并基于统计特征绘制了H(Q,Δt)图谱和4类典型指纹图谱。综合分析试验和仿真研究结果表明:1)电晕缺陷模型电场畸变最严重,气隙缺陷次之;2)划伤缺陷和爬电缺陷的放电起始电压明显高于另外两者;3)4类缺陷模型的起始放电阶段和稳定发展阶段均存在差异,划伤缺陷起始放电量很大,并存在两个较明显的放电水平,气隙和电晕缺陷起始阶段放电量和放电重率均随时间递增;4)不同类型放电的H(Q,Δt)图谱差异较明显,指纹图谱随机性较大,其中电晕缺陷的指纹图谱线性规律最明显。展开更多
交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆由于优良的电气和理化性能而被广泛应用于电力传输系统。为了研究不同温度热老化对XLPE电缆绝缘晶体结构的影响,该文对商用110 k V XLPE电缆绝缘在100和160℃进行加速热老化实验,采...交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆由于优良的电气和理化性能而被广泛应用于电力传输系统。为了研究不同温度热老化对XLPE电缆绝缘晶体结构的影响,该文对商用110 k V XLPE电缆绝缘在100和160℃进行加速热老化实验,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、差示量热扫描(differential scanning calorimetry,DSC)分析和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察等实验手段对不同热老化试样的晶体结构进行表征,并采用DSC法对不同热老化试样中的残余抗氧化剂含量进行表征。实验结果表明,根据抗氧化剂是否消耗完毕,XLPE试样的热老化过程可以分为物理老化阶段和化学老化阶段。物理老化阶段中,重结晶过程使得不完善的晶体趋于完善,结晶度升高;化学老化阶段中,氧化反应引发XLPE分子链断裂,结晶度下降。100℃热老化条件下,相比无定形区,结晶区具有更致密的结构,不利于O2的侵入,因此热老化主要破坏XLPE试样的无定形区。160℃热老化条件下,XLPE试样中的晶体处于熔融状态,热老化对已熔融的结晶区造成严重破坏,使得重结晶后的球晶数目减少、组成球晶的片晶数目减少、片晶间距增大、球晶结构的完整性被破坏。展开更多
文摘为了研究水树生长对交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)材料晶区的破坏作用,研究水树生长早期XLPE材料的晶区结构变化及晶区破坏机制。采用加速水树老化平台对A、B、C三组XLPE薄片样本分别进行10天、20天、30天的水树老化,老化结束后用化学侵蚀法侵蚀样本,并用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观测水树区域晶区形貌,用X射线衍射(X ray diffraction,XRD)检测水树区域晶区结构变化。SEM观测结果表明,侵蚀样本中的缺陷形态在不同老化时期存在差异:老化10天时,样本中出现细长螺型位错滑移线及较短刃型位错;老化20天时,样本中沿XLPE晶面方向萌生裂缝;老化30天后,样本中裂缝发展为数十微米。同时,样本中出现尖底位错蚀坑,且在蚀坑底部存在微孔。XRD检测结果表明,水树老化将导致材料晶区衍射峰产生尖角状畸变及宽化,并且随着老化时间的增长,样本结晶度下降。分析认为,水树老化将导致XLPE晶区发生破坏。非晶区水树微孔发展至晶区时,将对晶区造成电机械应力并使晶区发生形变,进而在晶区萌生位错。位错运动增殖导致出现滑移线及位错台阶。随着位错密度增大,不同晶面位错交割并产生位错塞积,进而在晶区中萌生微裂纹并产生位错凹坑,晶区发生破坏。
文摘为研究直流电压下交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘局部放电特性,搭建了一套XLPE电缆直流局部放电试验及检测系统,使用直流局放仪和高频电流法(high frequency current method,HFCT)检测。使用YJV 120mm2单芯电缆设计并制作了绝缘内部气隙、主绝缘表面划伤、高压端毛刺电晕、半导电层爬电4类绝缘缺陷模型,并使用Comsol Multi-physics软件仿真了不同缺陷模型的电场分布特性。使用恒压法试验,绘制了时间分辨局放图谱(time-resolved partial discharge,TRPD)记录放电发展过程,并基于统计特征绘制了H(Q,Δt)图谱和4类典型指纹图谱。综合分析试验和仿真研究结果表明:1)电晕缺陷模型电场畸变最严重,气隙缺陷次之;2)划伤缺陷和爬电缺陷的放电起始电压明显高于另外两者;3)4类缺陷模型的起始放电阶段和稳定发展阶段均存在差异,划伤缺陷起始放电量很大,并存在两个较明显的放电水平,气隙和电晕缺陷起始阶段放电量和放电重率均随时间递增;4)不同类型放电的H(Q,Δt)图谱差异较明显,指纹图谱随机性较大,其中电晕缺陷的指纹图谱线性规律最明显。
文摘交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆由于优良的电气和理化性能而被广泛应用于电力传输系统。为了研究不同温度热老化对XLPE电缆绝缘晶体结构的影响,该文对商用110 k V XLPE电缆绝缘在100和160℃进行加速热老化实验,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、差示量热扫描(differential scanning calorimetry,DSC)分析和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察等实验手段对不同热老化试样的晶体结构进行表征,并采用DSC法对不同热老化试样中的残余抗氧化剂含量进行表征。实验结果表明,根据抗氧化剂是否消耗完毕,XLPE试样的热老化过程可以分为物理老化阶段和化学老化阶段。物理老化阶段中,重结晶过程使得不完善的晶体趋于完善,结晶度升高;化学老化阶段中,氧化反应引发XLPE分子链断裂,结晶度下降。100℃热老化条件下,相比无定形区,结晶区具有更致密的结构,不利于O2的侵入,因此热老化主要破坏XLPE试样的无定形区。160℃热老化条件下,XLPE试样中的晶体处于熔融状态,热老化对已熔融的结晶区造成严重破坏,使得重结晶后的球晶数目减少、组成球晶的片晶数目减少、片晶间距增大、球晶结构的完整性被破坏。
