先进绝缘材料电场辅助性能调控及制备研究进展

电工材料作为电工装备的基础,其特性直接决定极限运行参数,开发具有新功能、高性能的先进电工材料有助于电工装备挑战更高参数极限。受学科发展战略引导、重大科学问题启发,该文从电场辅助制备的物理机制、几类典型绝缘材料性能调控及制备机理等方面综述了电场辅助先进绝缘材料性能调控及制备的研究进展。首先,总结电场辅助制备电工材料的物理理论,详细阐述电泳、介电泳、自组装等机械效应和焦耳热、弛豫损耗等能量效应的机理。其次,以机械效应为主探讨电场辅助在以智能绝缘材料、导热绝缘材料、高密度储能材料、纤维增强材料和介电功能梯度材料为代表的先进绝缘材料性能调控领域的应用现状;以能量效应为主探讨电场辅助在热塑(固)性聚合物熔融(固化)、功能陶瓷快速烧结领域的研究进展。最后,对先进绝缘材料电场辅助性能调控及制备研究趋势进行展望,可为革新电工材料制造工艺、开拓传统高电压学科研究新方向提供一定理论参考。

油冷电机用绝缘材料耐油可靠性研究

本文通过对油冷电机用浸渍树脂、漆包扁线、芳纶纸开展耐油可靠性研究,探索绝缘材料在高温条件下与自动变速箱油(ATF)长时间接触后的性能变化情况。结果表明:绝缘材料在耐油试验中受ATF中水分影响较大,水和空气促进ATF热氧老化产生的酸性物质会加速材料水解。在2000 h高温耐油试验后,两款浸渍树脂、漆包扁线D和两款芳纶纸耐油性优异,表现出良好的可靠性。

低碳经济背景下皮革化工用品供应链绿色发展的分析与研究——以电缆产品绝缘材料为例

在国内的众多皮革化工制品中,电缆产品绝缘体材料占据了较大比重,其绿色发展对工艺转型具有可持续发展的意义。因此,对于皮革化工用品供应链而言,如何在低碳经济背景下实现绿色发展,成为了当下亟须解决的问题。研究以电缆产品绝缘体材料为例,对存在的问题提出解决策略,旨在探索皮革化工用品供应链绿色发展的路径。

不同温度及厚度下非交联聚乙烯电缆绝缘材料工频交流击穿表现

热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料具有优于交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)的电气和机械性能,有望成为新一代绿色环保的电缆绝缘材料。在电缆结构设计中,保守的安全绝缘厚度使得电缆的生产成本增加,降低绝缘层的击穿电场强度;并且在电缆实际运行过程中,绝缘材料往往工作在70~90℃高温环境下;因此针对新型绝缘材料,温度及厚度对其击穿电场强度的影响研究具有工程实际意义。以线性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene,LLDPE)/高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)共混绝缘材料为研究对象,进行不同温度下(30、70、90、105℃)及不同厚度下的工频击穿实验,研究温度和厚度对其交流击穿的影响。测试结果表明:相较于XLPE绝缘材料,70L-30H(即LLDPE与HDPE在配比为7∶3的情况下熔融共混得到的绝缘材料)具有较高的工频击穿电场强度,在低于工况温度环境下,其击穿电场强度的温度稳定性较高;然而70L-30H的工频击穿电场强度受厚度影响程度略高,但在相同厚度下其击穿电场强度仍明显高于XLPE。上述研究可为热塑性聚乙烯基电缆绝缘材料研发提供参考。

绝缘材料表面放电现象的计算机视觉识别与特征提取方法分析

阐述绝缘材料表面放电现象的计算机视觉分析与特征提取。通过图像处理技术和特征提取算法,准确捕获并定量评估绝缘材料表面放电情况。该方法在实时监测和诊断方面具有潜在的应用前景。

改性聚丙烯电缆绝缘材料的制备及介电性能研究

为了获得具有优异介电性能的聚丙烯基电缆绝缘材料,本文采用硅烷偶联剂KH570对纳米MgO进行表面改性处理,基于熔融共混法制备出添加改性纳米MgO的聚丙烯基复合材料,研究纳米MgO的添加对复合材料微观形貌、介电性能和力学性能的影响。结果表明:纳米MgO有助于促进聚丙烯从α晶型向β晶型的转变,KH570改性之后的纳米MgO与聚丙烯界面粘接较好。纳米MgO的添加对电荷注入有抑制作用,添加改性纳米MgO质量分数为1%的复合材料的空间电荷密度最小,为0.6 C/m^(2),过量MgO的添加会导致复合材料出现局部电荷累积。纳米MgO质量分数为1%的复合材料的拉伸强度达到最大,为24.6 MPa,断裂伸长率因MgO的添加而降低。纯聚丙烯基材料的直流击穿强度最低,在100℃时,纳米MgO质量分数为1%的复合材料的直流击穿强度最大,为302 kV/mm,相比20℃下的击穿强度仅下降28.77%。

交联副产物对交联聚乙烯电缆绝缘材料介电性能影响研究

研究了苯乙酮、α-甲基苯乙烯和异丙醇三种交联副产物对交联聚乙烯(LDPE)电缆绝缘材料中空间电荷形成和电导率的影响。结果表明,对LDPE电导率影响最大的是异丙醇,其次是α-甲基苯乙烯和苯乙酮。这一结果可能是由于异丙醇使电极附近形成异电荷,使得金属-介电界面附近的电场增强,导致电流值增大。电缆中交联副产物的含量与电缆的电气性能密切相关。随着副产物含量的增加,电缆的导电性增大,绝缘性能降低。同时,也会加剧空间电荷的积累。在所有样品中均发现了同电荷,而异电荷仅在异丙醇浸泡的LDPE样品中出现。当副产物存在于LDPE中时,观察到电导率值的变化,交联副产物提高了LDPE中的电荷迁移率。

基于机器视觉的电缆局部绝缘材料老化缺陷检测研究

研究基于机器视觉的电缆局部绝缘材料老化缺陷检测方法,以期实现电缆局部绝缘材料老化缺陷准确检测。使用基于机器视觉技术的材料图像采集方法,通过CCD相机与光学镜头相互配合采集材料图像,并使用畸变校正模型,控制图像像素不出现过分畸变状态;由基于逆直方图均衡化的绝缘材料图像增强算法,提高电缆局部绝缘材料图像清晰度后,经基于改进深度卷积神经网络的绝缘材料老化缺陷识别方法,提取增强后绝缘材料图像的目标特征,识别目标特征是否属于老化缺陷类型,完成电缆局部绝缘材料老化缺陷检测。研究结果显示方法对电缆局部绝缘材料老化缺陷检测结果准确,且具备较好的图像处理效果。

安高瑞新材料推出新一代TPU/TPE充电桩电缆护套和绝缘材料

在全球能源转型的大潮中,新能源汽车行业迎来了前所未有的发展机遇。2023年,中国汽车市场以3016.1万辆的产量和3009.4万辆的销量,刷新了历史记录,其中新能源汽车以949.5万辆的销量,同比增长37.9%,成为汽车市场增长的主要动力。随着新能源汽车的快速普及,充电桩作为其重要的配套设施,其建设和完善显得尤为关键。据统计,截至2024年5月,中国的充电桩保有量已超过1000万台,但与工信部设定的车桩比的目标相比,仍存在约1200万台的建设缺口。

核电站电缆附件用EPDM橡胶绝缘材料的研制

研制了用于注射硫化生产核电站电缆附件的EPDM橡胶绝缘材料,探讨了生胶和配合剂的选择、硫化体系、耐辐照助剂、补强填充剂表面处理等因素对EPDM橡胶材料电绝缘性能的影响。结果表明,所研制的配方体系能赋予EPDM橡胶优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐γ射线辐照老化性能,并具有优良的注射工艺性能。

绝缘材料弹性模量测试的现状与展望

弹性模量是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标,是绝缘材料一项重要的力学性能参数。本文概述了绝缘材料行业现今常用的绝缘材料弹性模量测试方法,阐述了设备位移法、数显表法、引伸计或挠度计法和光电跟踪法的应变检测技术。对绝缘材料弹性模量测试技术今后的发展进行了展望,介绍了材料弹性模量其他类型的测试方法:动态共振法、波传播法、模型计算法。

浅谈陶瓷绝缘材料在新能源汽车上的应用

随着新能源技术的快速发展,电池、电动机和充电设施对高性能绝缘材料的需求不断增加。陶瓷绝缘材料以其出色的绝缘性能、耐高温性和化学稳定性在这些领域得到广泛应用。本文探讨了陶瓷绝缘材料在电池、电动机和充电设施中的应用。在电池方面,陶瓷材料在隔膜中能提高电池的安全性和循环寿命,而在电池外壳中的应用可以提供隔热和保护功能。对于电动机,陶瓷绝缘材料在绝缘体和陶瓷轴承中的应用可以提高电动机的效率和可靠性。在充电设施领域,陶瓷材料在充电插头和充电桩连接器中的应用能提供可靠的电气隔离和稳定的电力传输。本文旨在为研究人员提供对陶瓷绝缘材料在新能源领域中的应用进行初步了解的参考。

浅析绝缘材料对低压开关柜的影响

绝缘材料是构成低压开关柜不可或缺的材料,其绝缘耐压强度、耐热等级、阻燃等级、机械强度、绝缘电阻等性能指标的优劣严重影响低压开关柜的安全性能。通过分析绝缘材料的不同性能指标对低压开关柜的影响,以期给出低压开关柜的设计过程中如何合理选择绝缘材料的指导意见。

新能源汽车驱动电机关键绝缘材料耐不同型号ATF研究

油冷型新能源汽车驱动电机采用自动变速箱油进行电机冷却。为研究新能源汽车驱动电机常用绝缘材料对自动变速箱油的耐受能力,开展了浸渍漆、漆包线、槽绝缘、绝缘套管对两种型号自动变速箱油的耐受性试验,并对试验前后的绝缘材料性能进行了研究。结果表明:环氧改性不饱和聚酯类材料和聚苯硫醚-聚芳酰胺纤维纸复合材料,对自动变速箱油具有良好的耐受能力;在相同试验条件下,相同绝缘材料对不同型号的自动变速箱油的耐受能力存在明显差异,当油品型号发生变更时,应对关键绝缘材料开展耐油性评估。

中压聚丙烯和交联聚乙烯绝缘材料的结构与性能对比

热塑性聚丙烯材料在热性能和电气性能方面具有突出优势,被广泛应用在电力电缆绝缘生产方面,在进行生产时不需要进行交联和脱气,可在降低能耗的同时,具备可回收性,相较于交联聚乙烯其在环保方面优势非常明显。本文的研究对象为交联聚乙烯电缆和中压聚丙烯电缆绝缘,主要是通过电气性能测试、X射线衍射分析、力学性能测试、傅里叶红外光谱分析,差示扫描量热分析等测试方法,对比两者的结构和性能,最终结果证明直接将乙烯链段穿插在聚丙烯分子中,将会使聚丙烯材料拥有更低熔点,但是与交联聚乙烯熔点相比依旧处于较高水平。在聚丙烯结晶期间乙烯链段虽然属于参与主体,但是并未出现单独结晶的情况,与交联聚乙烯565%断裂伸长率相比,聚丙烯明显存在更高断裂伸长率,最终测试数值为713%,在此种情况下相关人员开展电缆运输和安装工作将变得更为方便。聚丙烯在90℃环境下拥有91.6kV/mm电气强度,明显比同等温度环境下交联聚乙烯电气强度更高。在这些结构与性能参数下,直接合成的聚丙烯可代替聚丙烯当做中压电缆绝缘材料使用。

上海微系统所开发出面向新型芯片的绝缘材料

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队在面向低功耗二维集成电路的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面取得进展。2024年8月7日,相关研究成果以Single-crystalline metal-oxide dielectrics for topgate 2D transistors为题发表在《自然》(Nature)上。

环保型聚丙烯电缆绝缘材料的制备工艺及应用研究

作为一种具备卓越电气性能和耐候性的绝缘材料,聚丙烯在电缆制造领域展现出了巨大的应用潜力。文章介绍了聚丙烯材料在电缆绝缘领域的应用现状及发展趋势,及其性能优势与环保特性,分析了环保型聚丙烯电缆绝缘材料的制备工艺,并展望了其在电力行业的应用前景和市场推广。环保型聚丙烯电缆绝缘材料作为一种具有广阔应用前景的新型绝缘材料,其研究与开发对推动电缆行业的发展具有重要意义,深入研究该材料的性能优化和制备工艺改进,能为电力行业的绿色发展贡献力量。

新型UVXLPE电缆绝缘材料的交联效率与电学特性研究

本文通过选取特定的试验材料,采用紫外光交联技术,并测试交联前后材料的物理特性和电学性能,系统分析了交联时间、交联度对材料性能的影响。研究表明,紫外光交联显著提高了材料的物理强度和电气性能,尤其在介电常数和击穿强度方面表现出明显优势。不同频率条件下电缆的电气性能存在显著差异。这些发现不仅为UV XLPE电缆绝缘材料的应用提供了理论依据,也为未来进一步优化交联工艺提供了参考。

35 kV输电线路绝缘材料老化机理及其寿命预测方法

35kV输电线路的可靠性直接关系到电网的稳定运行,而绝缘材料作为其中的关键部件,其老化机理及寿命预测对输电线路的安全运行具有重要意义。文章对35kV输电线路绝缘材料老化机理进行了深入探究,主要从物理、化学及生物老化等方面进行分析,介绍了以统计数据为基础,以物理模型为手段,以人工智能为手段进行寿命预测的方法。通过研究其老化机理及寿命预测方法,旨在为输电线路检修与管理以及电网安全、稳定运行提供借鉴。

110kV以上电力电缆中新型绝缘材料的应用分析

高压电力电缆对整个电力行业、城市化建设及社会经济发展都有着积极的影响作用。电力电缆在电力输送系统中扮演着至关重要的角色,强化电力电缆绝缘性不仅能够确保电力电缆安全性及稳定性,还能够促进电力输送系统稳定运行,为人们提供安全可靠的电力资源。将绝缘材料应用于110kV以上电力电缆中是强化其绝缘性能的主要途径,传统绝缘材料在应用过程中还存在性能瓶颈问题,所以需要基于传统绝缘材料不断研发新型绝缘材料,以突破性能瓶颈,提高110kV以上电力电缆绝缘性能。对此,结合相关文献,对110kV以上电力电缆中新型绝缘材料的应用进行了深入探讨。