黄明
- 作品数：19 被引量：133H指数：9
- 供职机构：四川大学电气信息学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术化学工程更多>>
- 修复液沿交联聚乙烯电缆高度方向的浓度分布及其变化对修复效果的影响被引量：4
- 2018年
- 为了认识修复液沿交联聚乙烯（XLPE）电缆高度方向的浓度分布及其对修复效果的影响,研究了预修复（老化前预先注入修复液）电缆样本上侧和下侧的水树生长特征以及绝缘层的微观形貌变化。对两组预修复电缆样本分别进行不同时间的加速水树老化。通过光学显微镜观测不同老化时间的样本其上下侧的水树形态和尺寸,同时利用扫描电镜（SEM）和红外光谱（IR）观测（检测）样本上下侧水树区域的微观形貌和修复液浓度变化。测试结果表明：加速老化30天后,样本上侧的水树尺寸达到310.5μm,大于样本下侧的水树尺寸（251.2μm）。此外,样本下侧水树区域C—Si键吸光度（与修复液浓度呈正比）为0.83%,高于样本上侧水树区域的C—Si键吸光度（0.72%）,表明此时样本下侧水树区域的修复液浓度高于样本上侧。而加速老化40天后,样本下侧的水树尺寸达到371.8μm,反而超过样本上侧的水树尺寸（350.3μm）。此时样本下侧水树区域C–Si键的吸光度降至0.48%,低于样本上侧水树区域C—Si键的吸光度（0.63%）,表明此时样本下侧水树区域的修复液浓度反而低于样本上侧。该研究表明,重力对修复液沿电缆高度方向的浓度分布及其变化具有重要影响。受重力作用,修复液在电缆中易于向下渗透,从而使得样本下侧水树区域的修复液浓度降低,并导致样本下侧的水树生长速率和老化程度增加。
- 周凯李康乐杨明亮黄明
- 关键词：交联聚乙烯水树
- 有机硅水树修复对交联聚乙烯电缆绝缘理化性能的影响被引量：4
- 2016年
- 为了研究电缆水树修复技术的长期作用效果,采用水针电极老化法获得水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本,对其中一组样本进行注入式修复,另一组不做处理,然后对两组样本同时进行电热老化实验,对比分析两组样本的微观结构和理化性能变化。显微镜观测结果表明,电热老化相同时间后,修复样本水树区域有修复生成的填充物存在。差示扫描量热(DSC)结果表明,电热老化使得XLPE熔程变窄,结晶度变小,电热老化相同时间后,修复样本的熔程和结晶度均大于未修复样本,并且修复样本的结晶速率大于未修复样本。分析认为修复液与水分子反应的生成物有效填充修复了水树空洞,并进一步限制了水分子的扩散迁移,一定程度上减缓了老化对材料的破坏。
- 杨明亮周凯黄明李康乐李天华陈讴
- 关键词：交联聚乙烯水树电热老化理化性能
- 在线注入有机硅修复液对交联聚乙烯电缆中水树生长的影响被引量：14
- 2016年
- 提出了水树老化电缆的在线修复方法,讨论了在交变电场下修复液对水树的抑制作用及其绝缘修复机理。采用高频高压水针电极法对新样本、预修复样本和在线修复样本进行加速水树老化。老化一个月后,使用显微镜观察样本中水树形态并测量其水树长度。通过差示扫描量热法分析样本绝缘层的劣化程度,同时利用扫描电镜和能谱分析仪对比水树区域的微观形貌及化学结构变化。研究表明,在线注入有机硅修复液能有效地抑制水树的生长。在电场的作用下,修复液分子和水分子同时向强电场区域(如微孔、水树区域等)进行扩散并发生反应,消耗水分并且生成凝胶颗粒填充微孔,一定程度上缓解了绝缘的劣化。
- 黄明周凯杨滴杨明亮
- 关键词：交联聚乙烯电缆水树硅氧烷电场
- 基于PDC法的绝缘老化电缆低频损耗特性分析被引量：30
- 2019年
- 为实现对10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘老化问题的快速、有效诊断,基于短时极化/去极化电流法(PDC)分析了老化电缆的低频损耗特性,提出了电缆不同类型老化问题的诊断方法。该方法通过模拟电缆实际运行中遇到的老化情况,对实验室短、长电缆进行人工加速老化,基于介电响应理论分析了电缆老化前后极化/去极化电流的低频损耗特性及其不对称现象。同时,为了进一步验证该诊断方法对实际运行老化电缆的评估效果,收集了已知老化状态的退运电缆和现场运行电缆并对其进行了极化/去极化电流测试。研究结果表明:低频介质损耗谱不仅能发现桥接绝缘较长的水树老化缺陷,而且能诊断出绝缘受潮或长度较短的水树;对于集中性缺陷,电缆的极化电流介质损耗因数通常大于去极化电流介质损耗因数;而对于电缆的整体绝缘劣化,其极化电流介质损耗因数却不大于去极化电流介质损耗因数。实验室老化电缆与运行老化电缆的测试结果证实了极化/去极化电流的低频介质损耗谱及其不对称性能够较为准确地反映电缆绝缘不同类型的老化问题。
- 黄明周凯周凯何珉何珉陈讴
- 关键词：交联聚乙烯绝缘劣化水树介质损耗
- 电场作用下分子链的取向行为对水树老化电缆修复效果的影响被引量：7
- 2019年
- 为提高交联聚乙烯电缆注入式绝缘修复的速率和效果,阐明了利用电场作用提高水树老化电缆修复效果的方法及机理。首先通过加速水树老化实验培养水树老化电缆样本,之后将水树老化电缆样本分为4组,对4组样本分别在不施加电压、施加直流正极性电压、施加直流负极性电压、施加工频电压条件下进行注入式绝缘修复,修复期间定期测量4组样本的介质损耗因数及泄漏电流。修复结束后对样品进行显微镜切片以及扫描电镜(SEM)观察,并对比分析了不同电场修复条件下水树修复电缆样本的微观结构和整体绝缘性能。实验结果表明,缆芯施加电压时电缆样本绝缘恢复速度高于未施加电压样本。并且当缆芯施加直流正极性电压时样本绝缘恢复速度在4组修复样本中最快。此外,SEM观察结果表明,施加直流正极性电压修复样本水树区域修复液与水反应生成物分布最为均匀,填充效果在4组样本中最优。结果表明,注入式修复时施加电压可使交联聚乙烯非晶区的分子链、链段发生取向(定向排列),并且水树通道打开,促进了修复液在绝缘层内的渗透,导致电缆绝缘恢复速度提升。而当电缆施加直流正极性电压时,由于水树区域积累的电荷加强了水树前端的电场,进一步提高了绝缘恢复速度。
- 周凯陈讴黄明李康乐李天华
- 关键词：交联聚乙烯电缆水树电场分子取向
- 温度对电力电缆有机硅水树修复的影响被引量：6
- 2016年
- 为了研究温度对电力电缆水树修复效果的影响,在不同温度下对水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本进行注入式修复,对样本的绝缘性能和微观结构进行对比分析。采用水针电极老化法获得水树老化电缆样本,分别在20℃、50℃和80℃下对老化样本进行注入修复,修复过程中定期对样本进行介质损耗因数测试。结果表明随着修复温度的升高,样本介质损耗下降速率加快,且高温下修复的样本介质损耗更早达到稳定值。通过扫描电镜(SEM)观测和能谱(EDS)分析可以看出,随着修复温度的升高,样本水树区生成的修复填充物分布更加密集。由此证明适当升高温度有利于修复液在XLPE层中的扩散反应,加速修复过程。
- 杨明亮周凯邵海彬黄明李康乐
- 关键词：交联聚乙烯电缆水树温度扩散
- 冷热两种扎孔方式下交联聚乙烯电缆中的水树生长特征被引量：4
- 2017年
- 为了进一步认识机械应力对交联聚乙烯(XLPE)电缆中水树生长的影响,研究了XLPE薄片试样在不同温度下受机械应力作用时的水树生长特征。对XLPE试样采用冷扎孔和热扎孔两种方式制造针孔缺陷,并对试样进行加速水树老化实验。利用偏光显微镜观测未老化试样针孔周围XLPE材料的形态,并通过显微镜观测老化试样中的水树形态。结果表明:热扎孔试样中存在明显倾斜的应力纹,且热扎孔老化试样中存在和应力纹形态相似的倾斜生长的水树枝。基于高聚物在不同温度下的力学响应特性,温度升高时XLPE材料的屈服强度降低,在较小的机械应力作用下发生取向,进而导致倾斜的水树枝出现。
- 李康乐周凯杨明亮黄明
- 关键词：交联聚乙烯水树温度
- 基于非线性的水树老化XLPE电缆绝缘状态评估被引量：16
- 2017年
- 为研究XLPE电缆的绝缘特性,用极化-去极化电流(PDC)法对新电缆和经改进水针法制备的不同老化程度的电缆进行实验。实验发现:在极化电压相同的情况下,水树老化电缆的泄漏电流值和去极化初期电流值比新电缆高出至少一个数量级;随着极化电压的升高,新电缆的泄漏电流值基本上呈线性增大,而经过水树老化实验的电缆泄漏电流值呈非线性增大,且老化时间越长,非线性程度越大。定义了快速非线性(FNL)因子,以获取不同绝缘状态电缆非线性程度的差异,从而评估电缆的老化程度。同时,根据实验电缆的实际参数建立了水树老化电缆有限元模型,仿真结果很好地验证了由XLPE水树引起的水树老化电缆绝缘非线性变化的特性。
- 张涛雷勇朱英伟王鹏周凯涂国强黄明
- 关键词：XLPE电缆极化去极化水树老化非线性有限元模型
- 修复液预注入对电缆电树引发及树枝生长的抑制被引量：4
- 2017年
- 为了研究在交流电压和操作过电压下预先注入修复液对交联聚乙烯电缆中电树的引发和树枝生长的抑制,利用压力注入装置向新电缆样本缆芯注入有机硅修复液,形成预修复电缆样本,然后利用交流高压水针电极法对预修复电缆和未预修复电缆进行加速水树老化,并定期施加操作过电压。通过光学显微镜观察两种电缆样本不同老化时期的树枝生长情况,统计其平均树枝长度和电树引发率,并利用扫描电镜和能谱仪分析预修复电缆绝缘中微观结构和化学元素,结果说明预修复电缆中含有修复液生成物,且能抑制电树的引发和树枝的生长。利用有限元仿真软件建立电缆中树枝缺陷的仿真模型,并仿真分析操作过电压和交流电压下预修复电缆和未预修复电缆中树枝的电场特性,结果表明修复液能降低水针尖端、电树尖端和水树末梢的电场。研究结果表明:预修复能均匀水针尖端电场,降低操作过电压下的电树引发率,也能减弱电树尖端和水树末梢的电场强度,抑制树枝的生长。
- 周凯谢敏何珉黄明侯振奇赵世林
- 关键词：交联聚乙烯操作过电压水树电树
- 基于双电层理论的正/负极性直流电场下水树生长特性被引量：4
- 2017年
- 为了揭示直流电场下交联聚乙烯(XLPE)电力电缆中水树生长特性与直流电场极性的关系,进行了XLPE样本正/负极性直流电场下加速水树老化实验,分析了不同极性直流电场下XLPE/溶液界面结构对离子、水分向XLPE材料中迁移过程的影响,并进行了不同极性直流电场下水树区域的仿真分析,提出了直流电场极性影响水树生长特性的一种可能解释。研究结果表明:水树在负极性直流电场下比正极性直流电场下更长、老化更严重;在负极性直流电场下由于迁移至XLPE样本表面的氯离子存在特性吸附现象,界面结构中没有水偶极层阻碍氯离子进入XLPE材料中,所以迁移进入XLPE材料的离子、水分含量比正极性直流电场下更大;负极性直流电场下水树区域中有较多的离子、水分,使水树前端电场强度更大,有利于水树生长。因此基于XLPE/溶液界面结构的双电层理论分析,水树生长存在负极性直流电场下比正极性直流电场下长度更长、老化更为严重的现象。
- 周凯李天华杨明亮黄明朱光亚
- 关键词：交联聚乙烯直流电场水树离子双电层
