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【南方電纜網(wǎng)】經(jīng)過多年的努力﹐我國耐水樹交聯(lián)電纜料研究有了進(jìn)展。西安交通大學(xué)屠德民等教授﹐在聚合物絕緣中空間電荷的形成機(jī)理和抑制方法研究中取得了可喜成果。該成果為研制國產(chǎn)耐水樹枝的交聯(lián)聚乙烯電纜料提供了配方基礎(chǔ)。
交聯(lián)電纜絕緣的水樹枝擊穿現(xiàn)象﹐早已是歐美和日本等國研究的重要課題。至今﹐這一課題已經(jīng)接近尾聲﹐基本上確定了水樹和電樹放電的機(jī)理及其對策。其中﹐采用耐水樹交聯(lián)料是最根本的方法。
長期以來﹐世界上耐水樹交聯(lián)電纜料幾乎被美國Dow Chemical公司獨(dú)家壟斷。如果耐水樹交聯(lián)料能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化﹐將對我國電力電纜發(fā)展具有重大意義。
西安交通大學(xué)屠德民﹑尹毅和黨智敏教授關(guān)于"聚合物絕緣中空間電荷的形成機(jī)理和抑制方法"的研究﹐系統(tǒng)地研究了聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯絕緣在不同老化程度下和不同電場強(qiáng)度下﹐空間電荷的分布情況﹐查明了在低電場強(qiáng)度下空間電荷來源于雜質(zhì)的電離﹐在高電場強(qiáng)度下空穴注入作用明顯。通過添加填料﹑極性聚合物和新成核劑﹐達(dá)到了減少空間電荷的目的。并研究了空間電荷對試
樣介電強(qiáng)度的影響﹐提出了提高絕緣介電強(qiáng)度的方法。
1﹑理論成果部分:
a.通過空間電荷分布﹑熱激勵電流譜和熱激勵發(fā)光譜三種測量﹐查明了聚乙烯和含有自由基清除劑的聚乙烯試樣在電老化過程中﹐空間電荷分布與分子運(yùn)動變化的關(guān)系﹐電老化增加了各種能級上的陷阱密度﹑增加了分子鏈和鏈段的運(yùn)動﹑陷阱的活化能。陷阱總數(shù)和復(fù)合中心總數(shù)隨著老化時間的增加而線性增加﹔在未老化試樣中﹐空間電荷來源于雜質(zhì)的電離﹐異極電荷對電場的增強(qiáng)作用﹐又促使同極電荷的發(fā)射﹐三種聯(lián)合測量的試驗(yàn)結(jié)果表明﹐用自由基清除劑可以抑制聚乙烯電老化過程中較深能級陷阱的生成﹐但對抑制復(fù)合中心的作用不明顯。
b.查明了聚乙烯試樣中空間電荷﹑電樹枝和水樹枝三者之間的關(guān)系﹐確定了空間電荷可以作為衡量材料抗電樹和水樹性能的參數(shù)﹐為創(chuàng)建無損檢測查找了理論根據(jù)。
2﹑應(yīng)用研究成果:
a.國外制造超高壓直流電力電纜在塑料絕緣中添加無機(jī)填料消除空間電荷﹐本項(xiàng)目除使用 BaTiO3之外﹐還選用了分子結(jié)構(gòu)和聚乙烯相似的聚合物作為空間電荷抑制劑﹐當(dāng)EAA 含量為1%﹐可提高聚乙烯正負(fù)極性預(yù)壓短路電樹的50%起始電壓分別為11.9% 和14.6%﹔提高交聯(lián)聚乙烯正負(fù)極性預(yù)壓短路電樹的50%起始分電壓別10.2%和19.6%﹔在 4kV工頻電壓下﹐使聚乙烯水樹起始率由70%降低到零﹑使交聯(lián)聚乙烯水樹起始率由80% 降低到5%.為研制國產(chǎn)耐水樹枝的交聯(lián)聚乙烯電纜料提供了配方。
b.首次用成核劑--三梨糖醇減少聚乙烯中的空間電荷﹐并確定最佳含量為0.2%﹐短路后所有的空間電荷都能消失﹐三梨糖醇不但能使球晶尺寸減小﹐還能使鏈的端基從結(jié)晶區(qū)排斥出來﹐進(jìn)入無定形區(qū)﹐使雜質(zhì)分布均勻﹐有望開發(fā)一種新的超高壓直流電纜料。
( 西子)
