振荡波（DAC）测试广泛应用于35 k V及以下电压等级电缆的局部放电检测中,但这种方法目前在更高电压等级（110 k V及以上）电缆中的应用较少,其中一个原因是人们担心直流充电过程可能造成空间电荷的累积,从而危及电缆绝缘。为此,基于电...振荡波（DAC）测试广泛应用于35 k V及以下电压等级电缆的局部放电检测中,但这种方法目前在更高电压等级（110 k V及以上）电缆中的应用较少,其中一个原因是人们担心直流充电过程可能造成空间电荷的累积,从而危及电缆绝缘。为此,基于电声脉冲（PEA）法测量了不同直流充电速率下XLPE材料中的空间电荷量,并进行了比较分析。制备了厚度为0.35 mm、大小为40 mm×40 mm的XLPE试样,分别线性升压至12、20、30 k V/mm场强,并维持40 min,以空间电荷密度为特征量,分析了线性升压阶段、维持电压阶段以及去压过程中空间电荷分布的变化。结果表明：在线性升压过程中,即充电速率很慢时,XLPE中空间电荷不易积聚;当所加电压的场强〈12 k V/mm时,即达不到电荷注入场强阈值时,空间电荷也不易积聚;电压恒定并维持一段时间后,XLPE中的空间电荷才开始不断积聚。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
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
文摘振荡波（DAC）测试广泛应用于35 k V及以下电压等级电缆的局部放电检测中,但这种方法目前在更高电压等级（110 k V及以上）电缆中的应用较少,其中一个原因是人们担心直流充电过程可能造成空间电荷的累积,从而危及电缆绝缘。为此,基于电声脉冲（PEA）法测量了不同直流充电速率下XLPE材料中的空间电荷量,并进行了比较分析。制备了厚度为0.35 mm、大小为40 mm×40 mm的XLPE试样,分别线性升压至12、20、30 k V/mm场强,并维持40 min,以空间电荷密度为特征量,分析了线性升压阶段、维持电压阶段以及去压过程中空间电荷分布的变化。结果表明：在线性升压过程中,即充电速率很慢时,XLPE中空间电荷不易积聚;当所加电压的场强〈12 k V/mm时,即达不到电荷注入场强阈值时,空间电荷也不易积聚;电压恒定并维持一段时间后,XLPE中的空间电荷才开始不断积聚。
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。
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。
