用于抑制界面空间电荷的直流电缆附件设计

空间电荷积聚在电缆附件绝缘界面上会引起局部电场发生畸变,已成为直流电缆附件发展的主要制约因素。为此,提出了一种新的直流电缆附件设计理念,采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯材料模注在电缆绝缘层上制作成应力锥和附件的增强绝缘层,使得直流电缆附件的增强绝缘层与电缆绝缘层在交界面处融成一体,一定程度上消除了界面,进而从根本上改善了原界面上空间电荷的积聚情况。依据该设计理念研发的±200 k V直流无界面电力电缆附件已经按照国际大电网会议CIGRE TB 496推荐的试验方法通过型式试验,验证了该设计理念的正确性。

界面多应力作用下乙丙橡胶的特性变化及破坏机理

为了深入研究电缆附件绝缘材料在电、热和机械等多种应力耦合作用下的破坏机理,以110kV预制式电缆中间接头用三元乙丙橡胶为研究对象,搭建了模拟电缆附件绝缘界面应力作用状况的多应力耦合试验装置。对交联聚乙烯-乙丙橡胶界面中的橡胶试样施加不同的机械拉伸和电应力,应力作用不同时间后,采用显微观察、机械性能测量、体积电阻率及交联度测试、衰减全反射傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱等手段对试样进行了观察及测试。研究结果显示,乙丙橡胶表面分子中的部分原有基团在电应力作用下被破坏并氧化,生成—OH、CO等氧化基团,机械拉伸应力对上述反应具有一定的协同促进作用,而机械性能、体积电阻率和交联度等反映材料体积特性的参数变化幅度不大。这表明,上述多应力耦合作用对乙丙橡胶的破坏主要停留在表面,并未深入体积内部,原因可能是乙丙橡胶材料中的大量添加物和填料暴露在表面后,阻挡了放电粒子和活性基团对试样内部的进一步破坏。