水分对XLPE与LSR介电性能的影响

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)及液体硅橡胶(liquid silicone rubber,LSR)绝缘材料受潮后对其介电性能有影响。为了探究水分对两种绝缘材料介电性能影响及其机理,本文以片状XLPE与LSR试样作为研究对象,测量试样在65℃不同浸水时间后的介电频谱、工频击穿场强、水分含量以及红外光谱特性。发现浸水后,水分对XLPE与LSR的介电性能均有影响,并且水分对LSR的介电性能影响更大,0.1 Hz下的损耗因数在反映XLPE与LSR的受潮方面更加明显;利用Pearson相关分析得到了0.1 Hz与50 Hz的tanδ之间的关系模型;浸水后,XLPE试样以结合水影响为主,LSR试样主要受自由水影响。

水分对10 kV电缆XLPE片状试样超低频介质损耗因数的影响

交联聚乙烯(XLPE)电缆在运行过程中接头部分极易受潮,导致绝缘性能下降,影响其正常运行。为了探究交联聚乙烯受潮对其相对介电常数(εr)和介质损耗因数(tanδ)的影响,以片状XLPE试样为研究对象,测量其在不同浸水时间的εr和tanδ随频率的变化,并对试样的超低频介质损耗因数tanδ0.1 Hz和工频介质损耗因数tanδ50 Hz进行Pearson相关分析,最后对浸水前后的XLPE试样进行红外光谱分析。结果表明:不同浸水时间XLPE试样的tanδ0.1 Hz比tanδ50 Hz大2.36~3.28倍,tanδ0.1 Hz、tanδ50 Hz及εr均随浸水时间的增加而增大,其中tanδ0.1 Hz的增大趋势更显著;tanδ0.1 Hz与tanδ50 Hz具有强相关性;红外光谱测试结果表明,XLPE分子结构中部分亚甲基变为H-C-OH基团,有水分以结构水的形式存在于浸水后的试样中。

液体硅橡胶的吸水特性及其对电气性能的影响

液体硅橡胶作为电缆附件的组成材料,其密封受潮是电缆发生故障的重要原因之一,因此研究其吸水特性及其对电气性能的影响意义重大。研究了水分子在液体硅橡胶中的扩散模型,温度对水分子扩散过程的影响以及吸水对液体硅橡胶电学性能的影响。结果表明,水分子在液体硅橡胶中扩散过程符合Langmuir扩散模型,而不符合经典的Fick扩散模型,即水分子以“自由态”和“结合态”两种状态存在于在液体硅橡胶中;温度会同时影响水分子扩散进液体硅橡胶和液体硅橡胶中小分子硅氧烷和填料溶解两个过程,所以液体硅橡胶饱和吸水率随温度升高先增大再减小;水的长时间扩散会导致液体硅橡胶损耗角正切增大,电导率增大,工频交流击穿场强降低,相对介电常数增大。