TiO_(2)纳米粒子表面修饰对变压器油冲击击穿性能的影响

采用液相法制备了乙酸、己酸和油酸修饰的TiO_(2)纳米粒子及其改性变压器油,利用透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)测试表征了纳米粒子的形貌和表面修饰状态,通过测试变压器油改性前后的正冲击击穿电压和流注发展形态,研究了纳米粒子表面修饰对变压器油击穿性能的影响规律。结果表明:表面修饰纳米粒子极大地提高了变压器油的正冲击击穿电压,并显著延长了击穿时间。其中,乙酸修饰纳米粒子的改性效果最佳,将冲击击穿电压从纯油的84.73 kV提高到116.42 kV,提高了37.4%,击穿时间延长至纯油的1.68倍。纳米粒子表面修饰增大了油中浅陷阱的密度,改变了油中流注的发展形态,显著抑制了流注的发展速度,从而提高了变压器油的冲击击穿性能。

菜籽油浸渍后绝缘纸的介电和击穿性能

利用精炼菜籽油和25#矿物绝缘油浸渍绝缘纸，并对浸渍后绝缘纸在20～120℃温度范围的相对介电常数、介质损耗角正切值和击穿电压进行了对比研究。结果表明：精炼菜籽油浸渍后绝缘纸的相对介电常数升高；高温下介质损耗角正切值降低；工频短时击穿电压升高，耐长时击穿能力提高。

复合聚全氟乙丙烯材料的介电及高频击穿性能研究

在聚全氟乙丙烯(FEP)中添加 TiO_2和 Al_2O_3,通过热压成型的方法制备了 FEP/TiO_2复合材料和 FEP/Al_2O_3复合材料,研究了氧化物添加量对复合材料介电常数、介电损耗和高频击穿性能的影响。结果表明,随氧化物含量的增加,复合材料的介电常数和介电损耗均增加;在同一添加量下,TiO_2对复合体系的介电性能影响较大。FEP/TiO_2复合材料的高频击穿性能随 TiO_2含量的增加而下降,在 TiO_2含量为4.0%(质量分数,下同)时,复合材料的损伤阈值已降为 FEP 材料损伤阈值的48.9 %。而 FEP/Al_2O_3复合材料的高频击穿性能随 Al_2O_3含量的增加而升高,当 Al_2O_3含量为1.2%时,复合材料的损伤阈值已增大到 FEP 材料损伤阈值的2倍,达到313 J/m^2。

微间隙击穿性能的研究

本文对微米量级微间隙的电击穿性能进行了研究,在制作出微间隙试样的基础上,改变微间隙所处环境气氛以及间隙距离,测试了不同条件下的击穿电压V相对于气体压强P关系曲线,系统研究了N_2、O_2、Ar、He、Ne等环境气氛以及间隙距离对微间隙击穿性能的影响。对微间隙的静电击穿机制也进行了一些有益的探讨。

预电应力对聚合物微观结构和击穿性能的影响

为研究聚合物力学和电学性能变化的微观机理,利用Materials Studio(MS)软件建立了聚乙烯分子结构模型。通过施加预直流电场作用,研究了分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构、力学性能和击穿性能的影响。模拟结果表明:在预直流电场作用下,聚合物分子链段出现局部有序排列现象,并且随着电场强度(简称场强)由5.20×102 MV/m增加到5.00×10~3 MV/m,自由体积出现先降低再升高的变化趋势,在场强为5.20×102MV/m处出现0.95 nm3的极小值;而当场强增加至2.60×10~3 MV/m时,化学键C—H键断裂,并产生新的化学键C=C键,进而形成低密度劣化区。材料内自由体积和化学键的变化从根本上改变了聚合物的微观结构,影响其力学性能和电学性能,进而使杨氏模量和击穿场强在场强为5.20×10~2 MV/m处分别出现7.50 GPa和11.52×10~3 MV/m的极大值,与未经预直流处理的聚合物相比,分别增长了66%和29%。研究成果可为高压电缆的绝缘设计提供参考,也同为在预电应力作用下聚合物的击穿性能模拟提供借鉴。

真空断路器合分操作对击穿性能影响的研究

对真空断路器无载操作和开断短路电流时触头间耐受电压性能进行了试验和分析，得出触头间耐电压能力的下降受操作过程的影响。

真空断路器合分操作对真空击穿性能影响的研究

本文对真空断路器无载操作和开断短路电流情况下的触头间击穿电压性能进行了试验和理论分析，且建立理论模型进行计算，从而分析了操作过程对触头间耐电压能力的影响。本文意在为真空断路器操作合理和优化提供理论依据，以达到真空断路器机与电更好地配合。

基于Weibull分布对比分析高压绝缘电缆料的击穿性能

采用固体介电强度测试仪对国产高压绝缘电缆料和进口高压绝缘电缆料的击穿性能进行了测试,应用Weibull分布分析其击穿性能的可靠性,从尺度参数和形状参数两方面进行对比分析,并应用K-S检验法确认拟合结果的可靠性。结果表明:国产高压绝缘电缆料电气强度达到国外同类产品相同水平,国产高压绝缘电缆料与进口高压绝缘电缆料的击穿性能可靠性相近,国产高压绝缘电缆料(YJ-1102#)同时具有较大的形状参数和尺度参数,综合击穿性能更优。

电力变压器纳米绝缘油的击穿与介电性能研究

绝缘油是电力系统电力变压器的绝缘与散热介质,其性能直接关系到变压器的绝缘性能,而通过向变压器油中加入纳米粒子可提升变压器油的性能指标。通过向绝缘油中加入纳米粒子,制备了纳米绝缘油,在常温下测量了纳米绝缘油的击穿电压、相对介电常数、介质损耗因素及体积电阻率。结果表明,加入纳米粒子后的绝缘油击穿电压有明显提高,低频下的相对介电常数与体积电阻率也有所增加,而低频下的介质损耗因素有略微下降。

极板上半圆柱形凸起对高压电容器性能的影响

分析了柱形导体对均强电场的影响并以此为依据说明了有柱形凸起的高压电容器易击穿的原因是最凸部场强为远离凸部场强的 2倍。

海底交流电缆半导电屏蔽层/绝缘层性能对比研究

海底电缆输电在跨海域联网建设中发挥着重要作用。海缆电缆半导电屏蔽料的基本特性以及半导电层/绝缘层的电学、热学性能直接影响电缆的整体绝缘性能。文中从半导电料的基本理化性能出发,表征了海底电缆半导电屏蔽料的物理和化学性能,研究了半导电层/绝缘层的热学性能和击穿特性。导热系数分析表明,海缆半导电层由于含有大量CB颗粒,导热系数整体较高,约为绝缘层的两倍,随着温度升高,二者的导热系数均呈现缓慢增加趋势,半导电层导热系数由25℃的0.68 W/(m·K)增加到80℃的0.83 W/(m·K)。热膨胀特性分析表明:随着温度升高,海缆绝缘层的热膨胀系数比半导电层高出1.5倍左右,总体上两种材料受温度影响,形变不大,90℃时相对形变量分别为2.47%和1.28%。海缆击穿试验表明:随着温度的升高,海缆绝缘层的击穿场强逐渐降低,由25℃的125.2 kV/mm下降至90℃的92.5 kV/mm,相比绝缘层而言,海缆半导电层/绝缘层复合结构击穿场强下降幅度不大,说明二者具有较好的匹配性,尤其是在高温下保持了良好的击穿性能。该工作对于海底电缆绝缘性能提升和击穿故障分析具有重要的参考意义。

片状氧化铝对环氧树脂复合材料性能的影响

本文通过熔盐法制备氧化铝纳米片,采用浇注法制备氧化铝/环氧树脂(Al_(2)O_(3)/EP)复合材料,并对氧化铝结构及复合材料性能进行表征和测试。结果表明:Al_(2)O_(3)纳米片的掺杂可以显著提高环氧树脂复合材料的导热性能和击穿性能,当Al_(2)O_(3)的质量分数达到70%时,复合材料的导热系数与纯环氧树脂相比提高了4.56倍,电气强度由纯环氧树脂的48.8 kV/mm提高到58.5 kV/mm,提升了约19.88%。同时,复合材料的介电性能随着氧化铝含量的增加有明显的提升。

变压器油的制备及其电气性能试验研究

采用高(中)压加氢处理-加氢补充精制、低压加氢脱酸-糠醛精制-白土补充精制2种不同工艺,以中海油环烷基常二线馏分油为原料制备变压器油,并进行击穿特性与介电特性研究。结果表明,实验室制备的变压器油成品性能满足GB2536-2011标准要求。在试验测试条件范围内,实验室制备的3种变压器油的雷电冲击击穿性能和介电特性满足相关标准要求,与市售参比变压器油的电气性能相当。

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%。

Fe-Cr-Al电热合金气相反应原位生成绝缘膜的研究

利用气相反应法在 Fe- Cr- Al电热合金表面原位生成了耐高温的绝缘膜。绝缘膜主要由α- Al2 O3相组成 ,膜的绝缘性良好 ,生长符合抛物线规律。另外研究了表面质量、氧压、反应时间及合金元素等因素对绝缘膜击穿性能的影响。

100kV单级冲击电压发生器的研制

冲击电压试验系统是研究纳米复合材料电击穿性能的前提,冲击电压发生器是试验系统的核心装置。一般来说,多级超高压冲击电压发生器的放电电压高于1 000 kV,进行局部放电的小型脉冲发生器的放电电压低于10 kV,而纳米复合材料击穿电压大约在100 kV。因此,为适应高压设备投运前试验需求,研制了100 kV低储能单级冲击发生器,介绍了其工作原理。通过仿真计算,确定了冲击低压发生器主回路元件参数。经实测,该单级冲击发生器能够满足标准雷电波要求。

液氮下薄膜材料的击穿和沿面闪络性能研究

超导电力装置具有载流能力大、损耗低和体积小的优点,传输容量将比常规装置高3～5倍,其本身的焦耳热损耗几乎为0。超导电力装置中,其绝缘性能对于超导装置的稳定运行起着十分重要的作用,随着超导装置电压等级的提高,对绝缘性能的要求也随之提升。本文用PPLP、100HN、100CR、T410、T418绝缘材料,测试了它们的击穿性场强及沿面闪络电压,并对它们的击穿及沿闪性能进行对比分析。

液氮下绕包绝缘的电性能研究

高温超导电缆具有载流能力大、损耗低和体积小的优点,传输容量将比常规电缆高3~5倍,而电缆本体的焦耳热损耗几乎为零。因而,高温超导电缆相对于常规电缆具有极大的优势,其研制水平也在迅速提高。超导电缆中,其绕包绝缘的性能对于超导电缆稳定运行起着十分重要的作用。随着超导电缆的电压等级的提高,对绝缘的性能要求也随之提升。用PPLP,100HN,100CR,150FCR019绕制绕包绝缘并测试了它们的击穿性场强,并对它们的击穿性能进行对比分析,为超导电缆绝缘的选材和设计提供参考。