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题名以四元件模型理解水树生长的电–机械理论
被引量：8
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作者
周凯
李天华
黄科荣
黄明
陈讴
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机构
四川大学电气信息学院
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出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期440-447,共8页
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基金
国家自然科学基金(51477106)~~
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文摘
为揭示电–机械理论中麦克斯韦应力对水树生长的作用机制,研究了水树生长特性与麦克斯韦应力波形的关系,并运用表征高分子材料力学特性的四元件模型,提出了一种水树生长受麦克斯韦应力影响的可能机制。对交联聚乙烯(XLPE)样本施加3种波形电压,即半波整流电压、正弦交流电压和全波整流电压进行加速水树老化,得到不同波形电压下水树生长特性。实验结果表明:水树长度与电压波形密切相关,半波整流电压下水树最短,正弦交流电压、全波整流电压下水树平均长度分别是前者的1.46、1.86倍。根据实验结果,可得到水树生长特性与相应的麦克斯韦应力波形的关系。通过搭建XLPE材料的四元件模型,建立了3种电压下XLPE材料的形变随麦克斯韦应力变化的曲线,在1个交流电压周期内,半波整流电压下形变最小,全波整流电压下形变最大,正弦交流电压下形变介于前两者之间;形变越大,材料断裂一次所需周期数越小,水树生长速度越快,与水树生长特性一致。因此,结合四元件模型,麦克斯韦应力对水树生长的作用机制得以阐明。
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关键词
交联聚乙烯
水树
电–机械应力
四元件模型
离子迁移
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Keywords
XLPE
water tree
electrical-mechanical stress
four-element model
ion migration
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分类号
TM247
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名基于蠕变模型的水树老化电缆绝缘自恢复机制
被引量：11
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作者
周凯
陶文彪
赵威
陶霰韬
蔡钢
刘曦
杨琳
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机构
四川大学电气信息学院
国网四川电力科学研究院
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第16期4271-4279,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51477106)~~
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文摘
为了更准确地评估水树老化电缆的绝缘状态,研究了水树老化电缆出现的绝缘自恢复特性与水树微观结构变化之间的关联,并提出了基于蠕变模型的绝缘自恢复机制。在电缆的加速水树老化过程中,介质损耗因数及泄漏电流值随老化时间的增加而逐渐增大,老化区域出现明显水树枝,当撤离外施电压一段时间后,二者均有所下降,出现了绝缘自恢复现象。通过构建"珍珠串"有限元仿真模型和四元件蠕变模型,研究了水树微观结构变化同水树生长及自恢复之间的关系,并计算分析了水树蠕变过程对介质损耗因数及泄漏电流的影响。研究表明,在没有外施电压作用时,水树的蠕变过程使得水树通道关闭、水树空洞缩小,导致介质损耗因数和泄漏电流下降。因此,水树蠕变过程是电缆绝缘自愈的主要原因。
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关键词
交联聚乙烯电缆
水树
电–机械应力
自恢复性
蠕变
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Keywords
XLPE cable
water tree
electrical-mechanical stress
self-recovery
creep
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分类号
TM933
[电气工程—电力电子与电力传动]
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