XLPE绝缘材料直流接地电树枝抑制方法研究
Research on Grounded DC Tree Inhibition Method in XLPE Insulation Materials
交联聚乙烯(XLPE)是当前高压直流电力电缆的首选绝缘材料,提高XLPE的直流绝缘性能是我国自主研发高压直流电缆料的重中之重,直流电缆绝缘层在电缆线芯瞬间短路时,会出现直流接地电树枝现象,对于电缆安全运行存在巨大威胁.因此,通过材料改性方法抑制XLPE中的直流接地电树枝生长,对于进一步提高XLPE绝缘高压直流电缆的电压等级具有重要意义,也有利于促进高压直流电缆料的国产化.为了获得有效抑制XLPE材料中电树枝的材料改性方法,首先制备了电压稳定剂改性XLPE,以商用直流电缆料和普通XLPE作为参照,分别测试了电压稳定剂对XLPE不同电压、不同温度下耐直流接地电树枝特性的影响.结果表明:随电压等级的升高,直流接地电树枝引发率和生长速度都增大;常温下添加电压稳定剂可明显改善材料的直流耐电树枝性能,抑制电树枝的引发和生长,其效果与商用XLPE电缆料相当;随着电压稳定剂含量增大,其耐直流电树枝能力增强;30℃、50℃和70℃三个测试温度下,XLPE的耐电树枝特性均最差;30℃下商用电缆料耐电树枝能力优于电压稳定剂改性材料,50℃下两者相当,70℃下电压稳定剂改性材料耐电树枝能力显著优于商用电缆料;温度越高,电压稳定剂改善XLPE耐直流接地电树枝效果越明显.此外,本文还研究了1wt%纳米SiO2掺杂对XLPE耐交、直流电树枝特性和交、直流击穿强度的影响.实验结果表明:随直流电压升高,普通XLPE、纳米改性XLPE和商用电缆料更易引发直流接地电树枝,电树枝生长更快,且纳米改性XLPE抑制电树枝生长能力随直流电压等级的升高而增强.在工频交流电压下,纳米复合材料的交流击穿强度和交流电树枝起始电压均高于普通XLPE,但其对交流电树枝的生长抑制作用仅局限在电树枝生长初期,电树枝生长达到一定阶段后,其电树枝生长速度超过普通XLPE.本文研究证实添加电压稳定剂和纳米SiO2均可以有效改善XLPE的耐直流接地电树枝特性,纳米SiO2改性对直流接地电树枝的抑制作用优于其对交流电树枝的抑制作用.
- 作者：
- 艾叶
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 电气工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 赵洪
- 中图分类号：
- TU24
- 关键词：
- XLPE；直流接地电树枝；纳米二氧化硅；交流电树枝；击穿强度
- cross-linked polyethylene; grounded DC tree; nano-SiO2; AC electrical tree; breakdown strength;