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科研迈向新旅途 这类绝缘材料的科研迎新展望
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科研迈向新旅途 这类绝缘材料的科研迎新展望

2021-06-25 08:59:41 来源:电气技术 点击:1903

【哔哥哔特导读】绝缘材料在电气电缆行业具有相当关键的作用,近年来,有关绝缘材料的科学研究也在不断进步,并取得优良的科研成果,从发展现状到未来展望,有关高压直流电缆聚乙烯这类绝缘材料的研究具有重大意义。

引言

文中综合世界各国科学研究阐述了高压直流电缆用聚乙烯和交联聚乙烯绝缘材料的发展趋势现况和科学研究网络热点,剖析了无机物纳米技术改性、共混改性、有机化学改性和超纯粹聚乙烯高压直流电缆绝缘材料的电极化性能和作用机理,对高压直流电缆用化学交联聚乙烯绝缘材料的科学研究作了汇总和未来展望。这种科研成果的汇总和简述能够为将来高压直流电缆绝缘材料的科学研究和发展趋势给予参照。

电缆绝缘材料

选题背景

现阶段的高压直流塑胶电缆以交联聚乙烯(XLPE)做为电缆主绝缘层。XLPE维持了聚乙烯接地电阻高、耐工作电压性能好、相对介电常数和介电损耗小的优势,而且具备较聚乙烯更优质的热性能和机械设备性能,综合性能获得大大提高。

不过,伴随着XLPE做为电缆绝缘材料的规模性应用,XLPE电缆在生产制造、运作和收购 等层面的众多难题和瓶颈问题也慢慢呈现。怎样最大限度的提升XLPE电缆性能以保证电缆运作的安全系数和可靠性,自始至终是学术研究和工程项目行业最受关心和急需解决的至关重要的问题。现阶段,中国高压直流电缆XLPE绝缘材料长期性彻底依靠进口,这比较严重地牵制了在我国高压超高直流工程设计的迅速发展趋势。

因而,进行高压直流电缆绝缘层料改性方式科学研究,把握改性绝缘材料的性能特性和改性原理,对高压直流电缆绝缘层改性、设计方案、运作、维护保养等层面都具备关键实际意义。

毕业论文所处理的难题及实际意义

现阶段,高压直流电缆绝缘材料开发设计和绝缘层总体设计遭遇的最具挑战性的难题是绝缘材料导电率温度特点难题和空间电荷堆积难题,这巨大地牵制了直流电缆输配电技术性的发展趋势,是限定直流输配电额定电压提升的首要条件。高压直流电缆绝缘材料应达到电阻受温度危害小、空间电荷引入和堆积量少、体积电阻率高、热导性好等特性。伴随着运输容积的进一步提高,高压直流电缆运作工作状况将更为严苛,怎样改进直流赛场下绝缘材料的导电率温度特点和空间电荷特点,已变成影响在我国电缆产业发展的关键课题研究。

毕业论文的方式及创新点

▼纳米技术夹杂改性聚乙烯绝缘材料

现阶段的研究表明,纳米技术复合型电解介质在电树技脆化、空间电荷、局放、穿透抗压强度、介电损耗、直流氧化还原电位等诸多方面都具备出色的特性。与未夹杂纳米颗粒或夹杂了μm颗粒物的电解质溶液对比,纳米技术电解质溶液的穿透抗压强度、耐局放、耐电晕放电、耐电树技脆化、沿面短路故障、空间电荷等电极化性能获得了不一样水平的改进。

针对无机物纳米颗粒夹杂改性的聚乙烯绝缘材料,其性能遭受众多要素的危害,如纳米技术复合型加工工艺、纳米技术分散性、纳米颗粒表层装饰等。尤其是纳米颗粒的分散性,立即关联很多科学研究結果能不能真真正正运用到具体工程项目运用中。因而,制取分散性优良的纳米技术聚乙烯绝缘材料是事后试验室科学研究和剖析的基本,也是将来工程项目运用的最基本规定。

▼共混改性聚乙烯绝缘材料

选用共混的方式对聚乙烯绝缘材料开展改性,不但能使聚乙烯原材料的机械设备性能和热性能获得提升,与此同时也在一定水平上提升了其抑止空间电荷的工作能力。现阶段,对于共混改性可回收利用聚乙烯绝缘材料的产品研发依然处于探寻环节,共混聚乙烯绝缘材料在长期性运作和高温标准下的脆化、高温短路故障后绝缘材料加工硬化对机械设备和电力学性能的影响等层面还必须大量的科学研究。

▼有机化学改性(工作电压增稠剂)聚乙烯绝缘材料

工作电压增稠剂做为一种提升高压直流电缆用聚乙烯绝缘材料性能的方式,近些年获得了原先更高的关注度。从现阶段的发展趋向看来,根据基础理论化学计算与实际试验融合的方式设计方案生成工作电压增稠剂具备不错的科学研究市场前景和可行性分析。现阶段,工作电压增稠剂在生产加工和解决等层面仍遭遇着许多难题,工作电压增稠剂对绝缘材料中电子器件传送体制的危害仍不确立,工作电压增稠剂在聚乙烯基高压直流电缆绝缘材料中的具体运用仍必须有规模性的试验认证。

▼超纯粹聚乙烯绝缘材料

根据纳米技术夹杂、绝缘材料共混和加上工作电压增稠剂抑止空间电荷、提升聚乙烯绝缘材料性能,全是在洁净聚乙烯原料的基本上开展的。产品研发合乎高压直流电缆绝縁材料标准规范的超纯粹聚乙烯原料是高压直流电缆绝缘材料科学研究的主要难题。现阶段,中国生产制造超纯粹聚乙烯绝缘材料的技术尚不成熟,巨大地限定了在我国直流电缆领域的发展趋势。

总结

交联聚乙烯因为具备出色的机械设备性能、耐高温性能和电极化性能。高压直流电缆聚乙烯绝缘材料遭遇的最不乐观的难题便是温度场下直流导电率和空间电荷的管控难题。

无机物纳米颗粒夹杂可以合理抑止聚乙烯绝缘材料中空间电荷的堆积,并在一定水平上提升聚乙烯绝缘材料的直流导电率温度特点、直流穿透抗压强度等电极化性能。

共混改性绝缘材料可以改进因交联全过程中引进残渣而产生的空间电荷难题,与此同时在一定水平上提升绝缘材料的电极化性能和机械设备性能,具备非常好的发展前途。

应用工作电压增稠剂对聚乙烯绝缘材料开展有机化学改性可以明显改进聚乙烯绝缘材料的耐电性能,伴随着量子化学理论测算的盛行,运用基础理论测算融合实际实验方案设计生成性能出色的工作电压增稠剂具备非常高的可行性。

超纯粹聚乙烯原料是高压直流电缆用聚乙烯绝缘材料产品研发工作中的基本。

引用本文

杜伯学, 韩晨磊, 李进, 李忠磊. 高压直流电缆聚乙烯绝缘材料研究现状[J]. 电工技术学报, 2019, 34(1): 179-191.

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