硅橡膠中電樹枝的生長機理與抑制方法研究.pdf

1、硅橡膠中電樹枝硅橡膠中電樹枝的生長機理的生長機理與抑制抑制方法方法研究研究ResearchonthePropagationMechanismInhibitionMethodofElectricalTreeinSiliconeRubber一級學科：電氣工程學科專業(yè)：高電壓與絕緣技術研究生：馬宗樂指導教師：杜伯學教授天津大學自動化學院學院二零壹貳年六月摘要硅橡膠憑借其良好的熱、機械和絕緣性能，廣泛應用于高壓電力電纜附件的應力錐和絕緣主體。電

2、纜附件結構復雜，因此不可避免的存在電應力集中現(xiàn)象，且預制式附件在生產、安裝過程中會產生或引入缺陷，使得硅橡膠絕緣長期處于較嚴峻的運行環(huán)境。這些因素都會加速硅橡膠絕緣的老化，引發(fā)電樹枝，最終導致絕緣故障。本文以硅橡膠中電樹枝現(xiàn)象為研究對象，分別制備了不同質量分數的納米SiO2硅橡膠試樣，采用典型的針板電極結構得到了環(huán)境溫度、施加電壓頻率以及SiO2納米顆粒等因素對硅橡膠中電樹枝特性的影響規(guī)律，并結合硅橡膠的分子結構和物理特性探討了各種因素

3、的作用機理。主要研究工作和結論如下：1.本文采用針板電極結構研究了溫度對室溫硫化硅橡膠中電樹枝特性的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)硅橡膠中電樹枝都是白色的樹枝狀通道。典型的電樹枝結構有四種，分別為：樹枝狀、叢林狀、松枝狀和叢林松枝混合狀，不同結構的電樹出現(xiàn)概率受溫度影響較大，其中叢林狀電樹所占比重隨著溫度的升高逐漸增大。硅橡膠中電樹枝起始時間隨著環(huán)境溫度的上升而增加。其累積擊穿概率卻隨著環(huán)境溫度的升高而呈下降趨勢。2.本文采用變頻電源研究了施加電壓頻率

4、對硅橡膠中電樹特性的影響。結果表明在高頻下（≥2kHz）出現(xiàn)了藤枝狀電樹，其生長速度明顯大于工頻電壓下的電樹。一定電壓下，硅橡膠中電樹枝起始時間隨著施加電壓頻率的升高而減少。其主要電樹結構的平均分形維數隨著施加電壓頻率的增加而呈線性增加趨勢，范圍在1.2~1.8之間。硅橡膠中電樹枝累積擊穿概率隨施加電壓頻率的升高而增加。3.本文自行制備不同質量分數的納米硅橡膠試樣，研究了SiO2納米顆粒對硅橡膠中電樹枝的抑制作用。隨著納米顆粒含量的增加