温度梯度场下硅橡胶与交联聚乙烯界面上空间电荷的形成机理

电缆附件(终端或接头)绝缘与电缆绝缘构成的复合绝缘中,不同介质的分界面以及电极与介质的分界面一般为绝缘的薄弱点,原因是其附近积聚的空间电荷引起的局部电场强度过高。另外,电缆负载运行时的温升效应使得直流电压下附件复合绝缘电导发生梯度变化,改变了复合绝缘及界面的空间电荷的积聚和场强分布。为了解温度梯度下电缆附件复合介质中空间电荷的变化,采用电声脉冲法,在不同的直流电场、不同温度梯度(0～40°C)下测量了硅橡胶(SR)与交联聚乙烯(XLPE)绝缘构成的双层介质中空间电荷的分布,并测量了硅橡胶、交联聚乙烯的电导率随温度的变化特性。研究表明:在6MV/m场强下,温度梯度增加,硅橡胶介质中出现了明显的负电荷注入,导致双层介质分界面处的电荷明显增大;而同一温度梯度(如室温)下,场强增加,由于XLPE电极注入同极性电荷使得界面电荷又逐渐变小。

直流污秽放电对硅橡胶表面特性破坏过程

为研究直流电弧烧蚀作用下硅橡胶材料表面特性的变化,利用直流斜面法装置,从憎水性丧失和恢复特性、泄漏电流变化、生成物质特性3个方面对硅橡胶材料进行漏电起痕实验。实验发现,污秽放电过程分4个发展阶段,分别为随机初始电弧、电弧集中烧蚀、憎水性物质形成及电弧终止。在每个阶段,硅橡胶烧蚀部分的憎水性分布具有典型特征,泄漏电流随硅橡胶表面破坏速度和范围的变化同步发展。不同试品在电弧烧蚀过程中,均会产生具有憎水性的白色粉末,该物质的出现会阻碍电弧的发展。实验结束后将试品于恒温箱中放置48h,发现硅橡胶材料在电弧烧蚀破坏部分静态接触角可达到136.6°,憎水性得到很好的恢复,好于新的硅橡胶样品。