多場(chǎng)耦合作用硅橡膠電樹(shù)枝產(chǎn)生機(jī)理研究.pdf

1、高壓電力電纜輸電線路運(yùn)行的安全可靠性受很多因素的影響，硅橡膠附件的電樹(shù)枝老化問(wèn)題是影響因素之一。這是因?yàn)殡娎|的附件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，界面很多，在受熱或擠壓過(guò)程中易發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，且預(yù)制式的電纜附件在生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程易造成缺陷，這些因素都將在一定程度上促進(jìn)電樹(shù)枝的生長(zhǎng)。
　　高壓直流輸電線路在倒閘操作、換流和雷擊的情況下，易形成脈沖沖擊，惡化電纜附件的工作環(huán)境。另外，在直流電纜的輸電過(guò)程中，較強(qiáng)的電流導(dǎo)致導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，將影響絕緣材

2、料的電樹(shù)枝老劣化情況。在嚴(yán)寒地區(qū)，電纜工作環(huán)境進(jìn)一步惡化，硅橡膠的形態(tài)也將發(fā)生改變。電極結(jié)構(gòu)將對(duì)電樹(shù)枝的引發(fā)生長(zhǎng)和擊穿過(guò)程產(chǎn)生影響，本文采用的是針-板類型電極結(jié)構(gòu)。在本文中將對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)條件如：脈沖電壓，磁場(chǎng)環(huán)境和低溫環(huán)境等多場(chǎng)耦合條件下電樹(shù)枝的生長(zhǎng)特性進(jìn)行研究，探討其老化的規(guī)律。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.脈沖電壓下，典型的硅橡膠中電樹(shù)枝結(jié)構(gòu)分為三種，即：樹(shù)枝狀、叢林狀和樹(shù)枝-藤枝混合狀類型的電樹(shù)枝。本文分別討論了不同脈

3、沖幅值、脈沖頻率、脈沖極性下，電樹(shù)枝的引發(fā)、生長(zhǎng)和擊穿等方面的特性。通過(guò)分析電樹(shù)枝的類型、生長(zhǎng)長(zhǎng)度、起始概率和擊穿特性等參數(shù)，得到脈沖沖擊電壓對(duì)硅橡膠試樣的電老化特性的影響規(guī)律。
　　2.通過(guò)施加脈沖電壓和磁場(chǎng)環(huán)境，研究了這兩種相互作用的場(chǎng)條件下脈沖沖擊電壓對(duì)硅橡膠中電樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的影響，在此特定的場(chǎng)條件下，得到的電樹(shù)枝結(jié)構(gòu)均為樹(shù)枝狀。分別討論了磁場(chǎng)環(huán)境下不同脈沖幅值、脈沖極性對(duì)電樹(shù)生長(zhǎng)特性的影響，并進(jìn)一步分析了不同磁通密度對(duì)其生長(zhǎng)特

4、性的影響。
　　3.低溫寒冷環(huán)境下，對(duì)硅橡膠材料中的電樹(shù)枝的老化特性進(jìn)行了研究，討論了該環(huán)境對(duì)硅橡膠試樣物理結(jié)構(gòu)的影響。分析發(fā)現(xiàn)，在溫度降低的過(guò)程中，硅橡膠試樣經(jīng)歷不同的相態(tài)變化，即高彈態(tài)、結(jié)晶態(tài)、玻璃態(tài)。在硅橡膠結(jié)晶的變化過(guò)程中，存在結(jié)晶區(qū)和不定型區(qū)，結(jié)晶體內(nèi)部比較純凈，分子鏈排列緊密；不均勻結(jié)晶的邊緣容易形成微孔和應(yīng)力集中。進(jìn)入玻璃態(tài)這一特殊的相態(tài)類型以后，結(jié)晶體的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)如下特點(diǎn)，即排列緊密、分子鏈的活動(dòng)性進(jìn)一步減少。低溫寒