杨滴
- 作品数：13 被引量：146H指数：9
- 供职机构：四川大学电气信息学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术理学更多>>
- XLPE电缆中水树区修复前后的微观结构变化
- 本文利用红外光谱检测技术观测XLPE电缆绝缘层修复前后分子结构的变化，并针对修复前后的分子结构变化进行了讨论。由于在电缆老化过程中，电缆XLPE绝缘层发生分子键断裂和氧化降解，导致电缆绝缘的分子结构改变。因此老化样本中C...
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- 关键词：水树分子结构
- XLPE电缆水树缺陷的硅氧烷注入式绝缘修复研究被引量：8
- 2013年
- 对交联聚乙烯电缆的硅氧烷注入式修复的修复效果和作用机理进行了研究。通过水针法在交联聚乙烯(XLPE)电缆样本中形成水树缺陷后,对其进行硅氧烷修复液的注入式修复。修复后的电缆绝缘性能显著提高,介质损耗角正切值(tanδ)与工频击穿电压都远优于修复前。光学显微镜的观察证明,修复后样本中的水树缺陷得到了填充修复。通过对修复前后样本的红外光谱(IR)分析,证明了通过加压注入,硅氧烷修复液能在电缆的XLPE层中扩散和渗透,并与相关的氧化基团特别是亲水的羟基发生反应,消除亲水基团并消耗了绝缘层中的水分,使XLPE电缆的整体绝缘性能和运行寿命得到大幅提高。因此,硅氧烷注入式修复技术能修复XLPE电缆中的水树缺陷并提高其绝缘性能。
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- 关键词：XLPE电缆水树
- XLPE 电缆水树老化过程中半导电层缺陷的形成机理被引量：18
- 2014年
- 交联聚乙烯(XLPE)电缆的半导电层缺陷诱发机理尚无定论。为此,在加速水树老化实验的基础上,观测了水树老化后电缆的内、外半导电层中的缺陷,并对这些缺陷的形成原因进行了讨论。采用水针法对长度为70 m的XLPE电缆进行加速老化,电缆的绝缘性能逐渐下降,并在绝缘层中观察到水树缺陷。通过扫描电镜(SEM)观测到,老化样本的半导电层中有大量孔洞缺陷。进一步采用X射线能量色散谱(EDS)对内、外半导电层中的化学元素进行定量分析证明,老化后半导电层中氧(O)元素含量显著减少。因此,在长期老化过程中,半导电层中可能发生了电解质水溶液的电解反应,并生成了氧气(O2)和臭氧(O3),这种气体的生成是半导电层中孔洞缺陷发生及发展的原因。
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- 关键词：XLPE电缆水树半导电层孔洞缺陷
- 一种加速XLPE电缆水树老化的新型水电极法被引量：12
- 2015年
- 基于原有的水电极老化方法,提出了一种能有效加速XLPE电缆绝缘中水树生长的新型水电极法,并针对该方法的老化机制进行了讨论。采用改进后的新型水电极法老化XLPE电缆制作水树样本,测量老化过程中电缆样本的介质损耗正切角（tanδ）的变化。利用光学显微镜、红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）分析电缆样本中水树的微观结构和形貌变化,提出相应的微观老化模型。结果表明：采用改进后的水电极法生成的水树尺寸和微观形貌差异较小,水树长度在300-400μm之间,水树形貌为团状,水树缺陷内部微孔或通道的直径在几微米到几十微米之间。采用新型水电极法老化的电缆试样稳定有效,可生成符合典型结构和特征的水树,为进一步研究电缆绝缘老化机理提供了可靠的保证。
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- 关键词：XLPE电缆水树微观形貌
- 无机纳米颗粒抑制中压电缆终端气隙缺陷局部放电的有效性被引量：14
- 2016年
- 针对中压电缆终端气隙缺陷中的局部放电(PD)导致终端绝缘迅速劣化的问题,提出了一种在气隙缺陷处填充TiO_2复合涂料抑制终端PD的方法,从终端PD特征及缺陷表面的微观形貌特征两方面研究了TiO_2复合涂料填充对缺陷处绝缘的影响。通过在10k V电缆终端中设计典型的气隙缺陷,并在缺陷处填充复合涂料进行电热老化对比试验,测试分析了不同老化时刻下终端的PD特征,并对老化后期缺陷的表面形貌特征进行分析。通过建立气隙缺陷的有限元模型,结合电场仿真进一步阐述复合涂料填充对终端PD及缺陷表面形貌特征的影响机制。研究结果表明:填充TiO_2复合涂料后终端PD放电能量得到大幅减小,随着老化时间的增加,终端放电重复率及放电相位分布差异较小;气隙缺陷表面较平整,填充后团聚物中碳含量降低了31%,验证了气隙缺陷处填充TiO_2复合涂料可以抑制终端PD发展,并减缓终端绝缘的劣化。
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- 关键词：电缆终端气隙缺陷局部放电复合涂料放电能量
- 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。
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- 关键词：交联聚乙烯电缆水树硅氧烷电场
- 复合绝缘子粉化伞裙的微观结构与憎水性的关联研究被引量：28
- 2016年
- 为研究粉化硅橡胶伞裙的憎水性与其微观结构的关系,针对现场取回的3支粉化的110kV复合绝缘子,通过红外光谱、扫描电镜、能谱分析等方法开展研究。首先,利用静态接触角和喷水分级法测试样本的憎水性,粉化层表面的憎水性相比新样本略有下降,去掉表面的粉化层后,其憎水性明显下降。然后,通过红外光谱测试发现样本的主链和侧链基团(Si-O和Si-CH_3)发生了断裂,侧链甲基含量减少;扫描电镜发现去粉化层后硅橡胶表面存在大量微孔和裂纹,因而导致去粉化层后的硅橡胶伞裙表面憎水性明显降低。最后,通过能谱分析发现,粉化层中的硅含量明显高于去粉化层后硅橡胶表面和材料内部值,同时粉化层表面的粗糙度增加,说明粗糙度和硅氧烷小分子的迁移同时导致粉化层表面的憎水性优于去掉粉化层后的表面。研究结果表明,粉化与硅橡胶伞裙的憎水性关联密切,但仍需深入研究粉化复合绝缘子的运行可靠性和使用寿命。
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- 关键词：复合绝缘子粉化憎水性扫描电镜能谱分析
- 改进水针法加速XLPE电缆水树老化研究被引量：8
- 2013年
- 采用改进水针法对XLPE电缆进行加速水树老化试验,并对老化后的切片样本形貌进行了光学显微镜及扫描电镜(SEM)观测。结果表明:改进后的水针法能有效的在针尖电极附近生成水树缺陷,水树区域尺寸可达数百微米,缺陷内部树枝通道的截面直径尺寸为微米级。
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- 关键词：XLPE电缆水树微观形貌
- 修复液的扩散行为对水树电缆修复后电气性能的影响机制被引量：7
- 2015年
- 为了深入理解水树修复的机制,对交联聚乙烯（cross-linked polyethylene,XLPE）电缆水树修复技术的过程中,修复液在电缆内部的扩散行为进行研究,并重点分析修复液浓度在电缆轴向和径向的变化情况及其影响因素。首先使用水针电极法在XLPE电缆样本中加速水树缺陷的生成,随后利用压力注入式修复技术修复水树老化电缆样本,并测试电缆样本的介质损耗角正切值变化情况。同时基于有限元分析法,仿真修复液在XLPE电缆内部的扩散行为。根据修复液在长电缆内部轴向和径向扩散浓度的变化,提出了修复液的最小有效修复浓度。实验研究表明：修复后XLPE电缆样本的介质损耗角正切值在4~6 h内迅速下降,并稳定在较低值;修复液的扩散浓度与电缆的横截面积及修复液的注入压力相关,呈正比例关系。随着注入压力的增大,修复液的扩散效率呈非线性增加趋势。修复液的扩散效率是影响水树老化电缆样本的电气性能变化的主要原因之一。
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- 关键词：交联聚乙烯电缆水树分子扩散介质损耗因素
- 交联聚乙烯电缆水树修复前后电缆微观结构的变化被引量：12
- 2015年
- 针对XLPE电缆绝缘层水树区修复前后的微观结构变化,本文主要利用红外光谱检测技术(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)观测新样本、老化样本和修复样本分子结构的变化,并阐明其变化原因。老化样本的红外光谱检测结果显示老化样本中水树区甲基(—CH3)、羟基(—OH)基团含量增加,C=O键吸收峰强度加强。说明在电缆老化过程中,电缆XLPE绝缘层存在分子键断裂和氧化降解。而在修复样本的红外光谱中,发现甲基、羟基和C=O键吸收峰强度明显地减弱,C-Si键吸收峰的强度略微增强。同时,利用扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析仪对修复样本水树区进行分析,发现水树区中硅元素的原子百分比和重量百分比增加。即修复后电缆水树区的化学元素含量和分子结构发生改变,从而影响了电缆绝缘性能。
- 杨滴周凯陶霰韬陶文彪尧广
- 关键词：红外光谱硅氧烷分子结构
