硅橡膠中電樹枝的生長(zhǎng)機(jī)理與抑制方法研究.pdf

1、硅橡膠中電樹枝硅橡膠中電樹枝的生長(zhǎng)機(jī)理的生長(zhǎng)機(jī)理與抑制抑制方法方法研究研究ResearchonthePropagationMechanismInhibitionMethodofElectricalTreeinSiliconeRubber一級(jí)學(xué)科：電氣工程學(xué)科專業(yè)：高電壓與絕緣技術(shù)研究生：馬宗樂(lè)指導(dǎo)教師：杜伯學(xué)教授天津大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院學(xué)院二零壹貳年六月摘要硅橡膠憑借其良好的熱、機(jī)械和絕緣性能，廣泛應(yīng)用于高壓電力電纜附件的應(yīng)力錐和絕緣主體。電

2、纜附件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此不可避免的存在電應(yīng)力集中現(xiàn)象，且預(yù)制式附件在生產(chǎn)、安裝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生或引入缺陷，使得硅橡膠絕緣長(zhǎng)期處于較嚴(yán)峻的運(yùn)行環(huán)境。這些因素都會(huì)加速硅橡膠絕緣的老化，引發(fā)電樹枝，最終導(dǎo)致絕緣故障。本文以硅橡膠中電樹枝現(xiàn)象為研究對(duì)象，分別制備了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米SiO2硅橡膠試樣，采用典型的針板電極結(jié)構(gòu)得到了環(huán)境溫度、施加電壓頻率以及SiO2納米顆粒等因素對(duì)硅橡膠中電樹枝特性的影響規(guī)律，并結(jié)合硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)和物理特性探討了各種因素

3、的作用機(jī)理。主要研究工作和結(jié)論如下：1.本文采用針板電極結(jié)構(gòu)研究了溫度對(duì)室溫硫化硅橡膠中電樹枝特性的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)硅橡膠中電樹枝都是白色的樹枝狀通道。典型的電樹枝結(jié)構(gòu)有四種，分別為：樹枝狀、叢林狀、松枝狀和叢林松枝混合狀，不同結(jié)構(gòu)的電樹出現(xiàn)概率受溫度影響較大，其中叢林狀電樹所占比重隨著溫度的升高逐漸增大。硅橡膠中電樹枝起始時(shí)間隨著環(huán)境溫度的上升而增加。其累積擊穿概率卻隨著環(huán)境溫度的升高而呈下降趨勢(shì)。2.本文采用變頻電源研究了施加電壓頻率

4、對(duì)硅橡膠中電樹特性的影響。結(jié)果表明在高頻下（≥2kHz）出現(xiàn)了藤枝狀電樹，其生長(zhǎng)速度明顯大于工頻電壓下的電樹。一定電壓下，硅橡膠中電樹枝起始時(shí)間隨著施加電壓頻率的升高而減少。其主要電樹結(jié)構(gòu)的平均分形維數(shù)隨著施加電壓頻率的增加而呈線性增加趨勢(shì)，范圍在1.2~1.8之間。硅橡膠中電樹枝累積擊穿概率隨施加電壓頻率的升高而增加。3.本文自行制備不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米硅橡膠試樣，研究了SiO2納米顆粒對(duì)硅橡膠中電樹枝的抑制作用。隨著納米顆粒含量的增加