国家自然科学基金(51377131)
- 作品数：15 被引量：202H指数：9
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- 交联聚乙烯与硅橡胶界面涂抹不同硅脂对其电荷特性的影响被引量：38
- 2014年
- 实际电缆附件安装时一般会在附件主绝缘与电缆绝缘界面均匀涂覆硅脂,但不同种类的硅脂对界面特性的影响尚未见报道。为此,选用2种常用工业硅脂(普通硅脂(CSG)和氟化硅脂(FSG)),采用电声脉冲法(PEA)测试不同硅脂涂层对交联聚乙烯/硅橡胶(XLPE/SR)界面电荷特性的影响;并通过机械拉伸实验验证硅脂对硅橡胶材料的溶胀效应。结果表明:氟化硅脂具有较强的电负性,使得试样界面更易于积聚电荷;普通硅脂和氟化硅脂对硅橡胶都具有溶胀作用,进而导致XLPE/SR夹层界面正电荷向硅橡胶体内迁移;老化后,涂覆普通硅脂的硅橡胶力学性能的下降程度更为明显。
- 王霞姚航吴锴柳松彭嘉康崔浩
- 关键词：电缆附件硅脂交联聚乙烯空间电荷
- 高压电缆附件设计环节中几个关键问题探讨被引量：30
- 2018年
- 高压电缆附件的设计是一项涉及电气、机械、材料和热力学四方面的复杂过程,只有经过周密、精确的电、力、热的复合场设计,才能将因生产环节导致的故障率降至最低。因此针对高压电缆附件用预制或冷缩型附件设计环节中的几个关键问题,从电学性能、力学性能、松弛特性、扩张形变和电场优化等几个方面出发,提出橡胶材料弹性模量越高,界面压力越大,附件所需扩张率越低;温度越高,伸长率越大,橡胶材料的应力松弛速度越快;电缆附件撑开时,从内侧到外侧发生非线性位移,内侧大而外侧小,根据弹塑性力学理论,建立电缆附件的厚壁圆筒力学形变方程,可将电缆附件扩展后的电场优化尺寸成功恢复到厂家生产尺寸;最后给出合理设计电缆附件生产结构的方法和思路。该研究方法有望用于指导我国高压交、直流预制/冷缩型电缆附件的材料选型和结构优化设计。
- 王霞余栋段胜杰张宇巍张文辉吴锴屠德民
- 关键词：电缆附件弹性模量应力松弛
- 温度梯度–直流电场长期协同老化下XLPE中的空间电荷特性被引量：15
- 2016年
- 为研究实际电缆运行中的温度梯度效应对高压直流交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘长期运行可靠性的影响,采用自制的多组片状试样适用的温度梯度场–直流电场协同老化装置,分别对3种XLPE绝缘料(包括国产XLPE料、纳米改性后的XLPE料、北欧化工产高压直流XLPE料)进行温度梯度场–直流电场协同老化试验。为了进行对比研究,同时对以上3种XLPE绝缘料进行了传统高温场–直流电场协同老化试验。通过电声脉冲法空间电荷测量设备,测量了不同老化时间后(未老化、老化一个月和三个月)三种XLPE试样的空间电荷特性。同时测量了3种XLPE试样老化后的电阻率变化及红外光谱特性。结果表明,高温老化试样中空间电荷在体内均匀分布;而温度梯度老化试样中异极性空间电荷主要聚集在两电极附近。同时3种XLPE电阻率均随老化时间增加而降低,且温度梯度老化试样电阻率低于相同条件下的高温老化试样。另外,国产纳米改性XLPE老化后羰基吸收峰峰值最小,表明其老化程度最低,体内电荷积聚最少。
- 王霞孙晓彤刘全宇吴锴屠德民
- 关键词：温度梯度空间电荷纳米改性
- 拉伸状态下硅橡胶/交联聚乙烯双层介质界面的空间电荷特性被引量：10
- 2014年
- 针对电缆附件在使用过程中的扩张状态可能对附件绝缘性能及运行可靠性的影响，采用电声脉冲法（PEA）测试并研究不同拉伸率下（0%~50%）硅橡胶（SR）单层介质以及与交联聚乙烯（XLPE）组成双层介质的空间电荷特性。结果表明：拉伸对单层SR体内空间电荷的分布影响不大，但在XLPE/SR双层介质中，拉伸会改变电荷越过界面的势垒，界面电荷量随拉伸率的提高呈先降低后增加的趋势。合理选择拉伸率可以对电缆附件空间电荷的影响达到最小。
- 杨毅伟柳松彭嘉康姚航王霞
- 关键词：交联聚乙烯硅橡胶空间电荷电缆附件
- 不同脉冲注入方式下长电缆中空间电荷测量结果的等效性分析被引量：5
- 2018年
- 国际上针对同轴电缆用电声脉冲（pulsed electro-acoustic,PEA）法空间电荷测量技术主要分为3种：高压导芯耦合脉冲注入法、外半导电层局部剥离耦合脉冲注入法和测量电极耦合脉冲注入法。该文基于本实验室现有的同轴电缆用PEA空间电荷测量系统,测量了3种脉冲注入方式下同轴电缆中空间电荷波形的变化规律,仿真计算了3种脉冲注入方式的影响因素及耦合效率的等效性。研究结果表明：相同注入脉冲幅值下,脉冲耦合效率越高,电荷声波信号幅值越大;在高压导芯脉冲注入法中,截面越大或电缆长度越长,脉冲耦合效率越低;在外半导电层局部剥离脉冲注入法中,电缆长度越长,脉冲耦合效率逐渐增加并达到饱和态;在测量电极脉冲注入法中,轴向阻抗越大,脉冲耦合效率越高。
- 王霞郝佳齐熊锦州吴锴傅明利赵健康陈铮铮
- 关键词：电声脉冲法外半导电层测量电极
- 正交电场下XLPE/SIR介质界面空间电荷特性被引量：5
- 2015年
- 直流电缆附件绝缘和电缆绝缘的界面同时承受着沿着电缆径向的体电场和沿电缆轴向的界面电场,这两个电场在方向上相互正交,在界面上的分布和集中使得复合绝缘界面的空间电荷特性变得复杂。采用交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)和硅橡胶(silicone rubber,SIR)制成双层试样模拟附件结构中的复合绝缘,通过界面贴覆铝箔针-板电极(针电极为正/负)、板-板电极三种电极形式为绝缘界面提供正交电场,运用电声脉冲法(pulse electro-acoustic,PEA)分别测量了体电场、正交电场作用下XLPE/SIR界面空间电荷的分布情况。结果表明,在体电场和界面电场的正交电场作用下,XLPE/SIR界面的空间电荷峰值出现明显变化:试样加压20 min后,界面贴覆针电极为负的针-板电极时,界面电荷峰值随施加电场强度的增加先增大后减小,使XLPE侧电极在较低场强下即发生注入;界面贴覆针电极为正的针-板电极时,界面电荷峰值在电场作用下减小,加剧了SIR侧的正电荷注入;在界面板-板电极作用下,界面电荷峰值变化不大,但仍有所下降。
- 张宇巍朱有玉王霞吴锴傅明利侯帅
- 关键词：界面电荷
- 基于PEA测量技术的电缆外半导电层脉冲注入方式的影响因素被引量：3
- 2017年
- 基于电声脉冲法(PEA)的同轴电缆空间电荷测量系统中,耦合的脉冲直接影响空间电荷的测量波形。因而简述了基于外半导电层脉冲注入法的同轴电缆空间电荷测量系统,测量了10 kV同轴电缆在不同接地点下的空间电荷波形。通过实验和仿真研究了不同接地点、不同电缆尺寸和不同脉冲注入区长度对脉冲注入波形的影响。实验与仿真结果表明:注入脉冲的波形对测量的空间电荷波形有直接的影响,当脉冲由外半导电层注入电缆时,外半导电层的阻抗特性会影响脉冲的注入效果。同时,同轴电缆的接地点和尺寸影响着脉冲的注入,接地点与脉冲注入点的距离越远,耦合脉冲幅值越高。此外,外绝缘层直径对外半导电层等效电阻值也有影响。
- 王霞熊锦州陈驰吴锴傅明利侯帅
- 关键词：电声脉冲法同轴电缆空间电荷外半导电层
- 温度梯度场下同轴电缆中空间电荷测量波形的算法矫正被引量：6
- 2018年
- 直流电场下电缆绝缘中的空间电荷积聚效应导致绝缘内电场严重畸变,直接影响电缆长期运行可靠性,因此对全尺寸长电缆空间电荷特性的实时测量显得尤为重要。然而,由于高压直流电缆运行时,内导体的发热会导致电缆绝缘中温度梯度效应,电缆绝缘材料密度变得不均匀。此外,电缆的同轴结构也会导致测量波形畸变。该文首先设计了一种改进的脉冲注入方式和波形信号检出的温度梯度下同轴电缆空间电荷测量装置;然后针对同轴电缆下电场分布的不均匀性和声波传播的发散性,对测量电荷波形进行了恢复;最后通过在声波传递方程虚部中引入二次项近似的方法,有效实现对声波衰减和时域平移现象的矫正。利用此算法,成功实现了温度梯度下同轴电缆的空间电荷测量波形的矫正。
- 王霞陈驰郝佳琪吴锴屠德民
- 关键词：同轴电缆空间电荷温度梯度
- 界面涂敷料对XLPE和SIR复合绝缘界面空间电荷特性的影响被引量：25
- 2016年
- 电缆附件绝缘用硅橡胶(SIR)易吸收涂覆在附件与电缆绝缘界面的硅脂发生溶胀,从而影响界面电荷特性。硅脂为硅油二次加工产品,为研究溶胀效应对SIR和交联聚乙烯(XLPE)/SIR界面空间电荷分布的影响,采用硅油作为溶胀剂,利用电声脉冲法(PEA)分别测量了硅油溶胀前后的SIR试样和界面涂覆硅油前后XLPE/SIR试样的空间电荷分布,同时还测量了单层XLPE、硅油溶胀前后SIR试样的体积电阻率。研究结果表明:经硅油溶胀后,SIR电阻率降低了约一个数量级;空间电荷测量时,SIR正电荷峰在低场强(6 MV/m)下出现向橡胶体内移位的现象,且溶胀后SIR的正电荷峰移位更明显,但随着场强升高,正电荷峰逐渐回移至原位;溶胀后的SIR在低场强下,负电极侧出现明显的空间电荷注入现象,同时在高场强下负电极侧的异极性电荷积累量较未溶胀时增多;复合界面空间电荷测量中,相比无涂覆情况,复合绝缘界面积累的正电荷量增多,且在30 MV/m的场强下,电荷峰极性显示为正极性。
- 王霞朱有玉张宇巍廖一帆张福增王国利
- 关键词：空间电荷体积电阻率
- 硅脂涂覆料对XLPE/EPDM复合介质界面电荷积聚和击穿特性的影响被引量：10
- 2018年
- 电缆与附件复合介质界面的电荷特性,不仅与复合介质界面极化机理有关,也受到高场强下电极注入电荷的影响。另外,电缆与附件界面涂覆料也会影响界面电荷的积聚和消散特性。文中基于附件安装工艺中常用的普通硅脂和氟化硅脂两种硅脂涂覆料,测量了交联聚乙烯/三元乙丙橡胶（XLPE/EPDM）复合介质在不同硅脂涂覆下,外施不同极性电压时界面电荷积聚和消散特性,通过体预压和界面击穿试验探讨了界面残余电荷对界面击穿电压的影响规律。研究结果表明：涂覆氟化硅脂试样的界面电荷量多于涂覆普通硅脂试样。且涂覆氟化硅脂时,界面残余正电荷的衰减速率远高于界面残余负电荷的衰减速率。另外,当界面残余电荷极性与界面针电极极性一致时,有利于提高界面击穿电压,反之亦然。界面涂覆氟化硅脂试样的界面击穿电压均低于涂覆普通硅脂试样。
- 王霞余栋张宇巍吴锴
