交聯(lián)工藝對交聯(lián)聚乙烯絕緣特性的影響.pdf

1、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣材料憑借其優(yōu)越的電氣、耐熱及機(jī)械性能被廣泛應(yīng)用于各電壓等級的電力電纜,其絕緣可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在聚乙烯交聯(lián)過程中,電纜絕緣中各層的交聯(lián)度因受熱不均而存在差異,使得電纜絕緣層的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理組成和電性能存在差異。深入研究交聯(lián)工藝對XLPE絕緣性能的影響,對于認(rèn)識電纜絕緣的老化進(jìn)程,改善現(xiàn)有的交聯(lián)工藝方法,進(jìn)而保障電力電纜的可靠運(yùn)行,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　 本文首先采用傅里葉

2、變換光譜分析法、差示掃描量熱法、偏振光顯微法和表面電位衰減法,研究了交聯(lián)時間及交聯(lián)溫度對XLPE的特征官能團(tuán)種類、結(jié)晶度和空間電荷衰減率的影響。發(fā)現(xiàn)在交聯(lián)過程中形成的副產(chǎn)物苯乙酮的含量隨交聯(lián)溫度升高先減小后增大;XLPE的結(jié)晶度隨交聯(lián)溫度升高而降低的變化,且依賴于交聯(lián)時間;XLPE中電荷的衰減速度隨交聯(lián)溫度升高先減小后增大。苯乙酮與水分共同作用造成的高電導(dǎo)率是使電荷衰減特性改變的主要原因。
　　 其次,采用絕緣油電氣強(qiáng)度試驗儀和

3、熱延伸強(qiáng)度測量設(shè)備研究了交聯(lián)時間及交聯(lián)溫度對XLPE擊穿強(qiáng)度和機(jī)械特性的影響。發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)溫度的升高,試樣的擊穿電壓和耐壓時間均呈先升高后減小的趨勢。交聯(lián)形成的三維網(wǎng)格抑制熱擊穿與DCP交聯(lián)劑分解和結(jié)晶度降低促進(jìn)電擊穿的三者共同作用,是造成上述現(xiàn)象的原因。隨著環(huán)境溫度的升高,試樣的擊穿電壓和擊穿時間均逐漸降低,當(dāng)超過90℃時,擊穿電壓開始大幅下降。此外,由于交聯(lián)程度隨交聯(lián)溫度升高而提高,試樣的熱延伸減小,耐熱性能變好。XLPE的熱延伸實

4、驗可反應(yīng)不同交聯(lián)度下的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)合程度,但因擊穿結(jié)果是電擊穿和熱擊穿的共同作用而致,因此采用熱延伸不能全面反映試樣的擊穿特性。
　　 最后,采用數(shù)字放大顯微鏡研究了交聯(lián)時間及交聯(lián)溫度對XLPE中電樹枝生長特性的影響。觀測到樹枝狀、松枝狀、藤枝狀、叢林狀、叢林—松枝混合狀、樹枝—藤枝混合狀六種電樹枝形態(tài),生長速度最快的是樹枝狀和樹枝—藤枝混合狀,最慢的是叢林狀。隨著環(huán)境溫度的升高,樹枝形態(tài)的復(fù)雜性顯著減低。交聯(lián)溫度為170℃時,電