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期刊信息/Journal information
绝缘材料
绝缘材料

李耀星

双月刊

1009-9239

jy9988@188.com xing2008@163.com

0773-5840613,5888291

541004

广西桂林市辰山路1号桂林电器科学研究所（桂林101信箱）

绝缘材料/Journal Insulating Materials北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1966年6月，多年的努力使其成为中文核心期刊，中国学术期刊综合评价数据库源刊，中国科技论文统计与引文分析数据库源刊。主要刊登电介质基础理论、绝缘技术理论、新型电气电子绝缘材料制造技术、应用技术、检测分析方法、新工艺、新装备、新仪器、标准化等的研究论文、综述等。
正式出版
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    低频电压下XLPE绝缘材料电老化性能研究

    周远翔黄继宇陈健宁姜贵敏...
    1-10页
    查看更多>>摘要：随着远海风电的开发与建设,交联聚乙烯电缆被逐步应用于低频输电,然而其在低频电压下的绝缘老化特性尚不明确,因此本文对交联聚乙烯在低频老化后的绝缘特性及老化机制进行研究.首先对交联聚乙烯开展20、35、50 Hz电压频率的加速老化实验,然后对老化后的试样进行理化及电气性能测试,最后探究电压频率对交联聚乙烯电老化的影响机制.结果表明:随着电压频率的降低,交联聚乙烯的结晶度下降,空间电荷积聚量和电导率上升,交流电气强度下降,即电压频率降低使老化程度显著提高.结合红外光谱和结晶度分析,电压频率降低使得电荷入陷形成热电子的概率更大,电子和空穴复合引起的电致发光效应更强,从而引起聚合物分子链断链裂解程度增加,进而降低其电气强度.

    低频老化海底电缆交联聚乙烯绝缘劣化

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    等离子体氟化纳米SiO2对高温受潮状态下环氧树脂表面绝缘性能的影响研究

    骆立衡郭骏毅夏国巍段祺君...
    11-19页
    查看更多>>摘要：随着电网容量和电压等级的提升,环氧复合绝缘材料的绝缘性能对电气设备的安全稳定运行至关重要,长期的高温高湿状态会导致材料的绝缘性能严重下降.本文基于介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)的等离子体技术对纳米SiO2进行氟化改性(F-SiO2),成功将含氟基团接枝在纳米SiO2表面,并通过湿热老化实验模拟高温受潮状态,对不同老化阶段的试样进行沿面闪络、电荷消散特性和陷阱分布特性测试.探究了掺杂F-SiO2对环氧复合材料耐湿热老化性能的影响,并结合MD仿真模拟从分子尺度揭示了F-SiO2对水分侵入的抑制机理.实验结果表明:掺杂F-SiO2使环氧复合材料的饱和吸湿量降低了16.16%,沿面闪络电压提升了13.06%,且在湿热老化后能继续保持较高的绝缘性能.仿真结果表明:F-SiO2可以降低环氧树脂的自由体积分数和水分子的均方位移,增强了环氧复合材料对水分的阻隔作用.等离子体技术可以将氟元素接枝到纳米SiO2表面,有效抑制水分的侵入,提升环氧复合材料在受潮状态下的表面绝缘性能.

    等离子体氟化环氧复合材料湿热老化水分扩散分子动力学

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    氧化铝/聚丙烯复合材料的导热与介电性能仿真优化

    李石琨李文鹏史晓宁赵维佳...
    20-28页
    查看更多>>摘要：为研究氧化铝(Al2O3)构筑的填料网络对聚丙烯(PP)复合材料导热性能和介电性能的影响规律,本文通过构建Al2O3颗粒随机填充的有限元模型,系统研究了填料填充体积分数、填料粒径以及二元填料的尺寸匹配等因素对Al2O3/PP复合材料热导率和介电常数的影响.结果表明:增加填料的填充体积分数可以显著地桥接Al2O3填料,协同构建互联的导热网络和电位移通路,从而显著提升Al2O3/PP复合材料的热导率和介电常数.对于单一粒径Al2O3/PP复合材料,调控Al2O3 填料尺寸不能有效提高复合材料的热导率和介电常数.引入多尺度填料后,在最佳二元填料(40 μm、10 μm)比例为70∶30下,整体的导热和电位移网络呈现出大尺寸填料的主导骨架和小尺寸填料的桥接分支特征,协同促进Al2O3/PP复合材料达到最优热导率(0.54 W/(m·K))和介电常数(5.6).

    氧化铝聚丙烯热导率介电常数多尺度优化

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    电力设备用皱纹纸理化特性分析及模拟改性研究

    周海滨谢志成潘志城池明赫...
    29-37页
    查看更多>>摘要：绝缘皱纹纸是变压器和互感器及高压电缆等电力设备必须的绝缘材料,目前超(特)高压电力设备用高性能皱纹纸全部依赖进口,为实现高端电力设备用皱纹纸国产化以及提升皱纹纸长期可靠性,亟需开展皱纹纸理化特性及性能提升技术研究.本文开展了不同厂家皱纹纸理化性能测试与对比分析,提炼出影响皱纹纸性能的关键理化参数.通过接枝改性技术向皱纹纸纤维素体系中引入3种官能团,利用Materials Studio软件对改性前后纤维素体系的电、热、力学性能进行分析,探究了不同官能团对纤维素体系各项性能的影响.结果表明:苯环对纤维素体系热性能的提升最为明显,亚甲基长链能提高纤维素体系的绝缘性能,苯环能够提高纤维素体系的力学性能.

    皱纹纸理化特性枝接改性官能团热稳定性

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    热老化下聚乙烯绝缘微观结构与电荷输运特性的关联性研究

    赵李望惠卓斌单聪朱梦瑶...
    38-48页
    查看更多>>摘要：为了研究聚乙烯(PE)材料在热应力作用下微观结构和介电性能的变化规律,本文将PE试样在90℃下进行加速热老化试验.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示量热扫描分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)、强场电导测试(HFC)、等温表面电位衰减测试(ISPD)等手段对热老化PE试样的微观结构和电荷输运特性进行表征.结果表明:PE试样的热老化过程可分为重结晶阶段和热氧降解阶段,在重结晶阶段,试样结晶度增大,晶体结构趋于完善,深陷阱密度和深陷阱能级增大,载流子迁移受限,空间电荷注入阈值场强提高;在热氧降解阶段,试样结晶度减小,晶体结构出现劣化,深陷阱密度和深陷阱能级下降,载流子迁移率增大,空间电荷注入阈值场强下降.通过不同温度、不同场强下电导特性的表征,得到了Steven Boggs电导率函数中A、B、φ 3个参数的变化规律,φ和A随老化时间的增加先增大后减小,而B先减小后不变,其中材料系数A对热老化最为敏感.

    热老化聚乙烯微观结构电导特性陷阱特性

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    挤出温度对双层绝缘结构电缆线芯组织和性能的影响

    王阳秦轩杰宋言
    49-55页
    查看更多>>摘要：通过双层共挤工艺制备0.6/1 kV双层绝缘结构电缆线芯,研究不同挤出温度对双层绝缘结构线芯表面质量、偏心度、微观结构和力学性能的影响规律,并对制备的双层绝缘结构线芯进行多项性能测试和耐热寿命评定.结果表明:随着挤出温度从温度I升高至温度II时,制备的双层绝缘结构线芯表面平整,光亮度较好且内外绝缘层偏心度较小(≤15%),此时双层绝缘结构线芯断裂伸长率从109%增加至221%.当挤出温度从温度II升高至温度III时,制备出的双层绝缘结构线芯表面质量恶化,绝缘线芯形状出现扭曲和收缩,且纵截面可观察到许多大小不一的气孔,此时双层绝缘结构线芯抗张强度和断裂伸长率分别下降至10.7 MPa和140%.通过挤出温度II制备的双层绝缘结构线芯经电子辐照交联后,其20℃绝缘电阻常数、老化前后抗张强度和断裂伸长率、热延伸性能显著优于JG/T 442-2014标准中规定值,表明该双层绝缘结构线芯绝缘性能、力学性能、老化性能和热延伸性能较为优异.此外,双层绝缘结构线芯经165℃/168 h老化后,其断裂伸长率保留率达到98%,表明该双层结构的绝缘线芯具有较好的耐热寿命.

    绝缘结构双层共挤挤出温度表面质量拉伸性能

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    电机绝缘结构热机械应力分布研究

    刘冠芳李丹吴有龙樊洁心...
    56-63页
    查看更多>>摘要：为探索电机绝缘结构在高温下的热机械应力分布,本文以有机硅体系绝缘结构为研究对象,测试其在不同温度下的热膨胀系数及弹性模量,分析不同温度下的热应力参数对有机硅绝缘系统热机械应力的影响.结果表明:在温度为-50～200℃内,绝缘结构的热膨胀系数随着温度的升高先增大后减小再增大,其值为0.8×10-5～1.7×10-5 K-1;弹性模量随着温度的升高呈先增大后减小的趋势,其值为0.2×103～3×103 MPa.绝缘结构承受的热机械应力随着热膨胀系数、弹性模量的增加线性增大,绝缘结构的热机械应力随着温度的升高先增大后减小,取决于不同温度下热膨胀系数和弹性模量的大小.通过线棒和电机整机应力测试,验证了测试参数及仿真分析的可行性,仿真值与测试值的偏差在15%以内.仿真分析结果显示:在120℃下,电机绝缘最大热机械应力点位置位于槽口绝缘处,最大值为11.37 MPa,灌封后槽口绝缘最大热机械应力值可降低45%左右.

    绝缘结构热机械应力仿真技术电机

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    复合绝缘子芯棒电热力协同老化与断裂失效机理

    谢从珍杨畅徐华松苟彬...
    64-73页
    查看更多>>摘要：复合绝缘子被广泛应用于输电线路中,但其老化与断裂问题不容忽视.为研究复合绝缘子断裂故障成因和电热力老化机理,设计了电热力老化试验平台,对复合绝缘子芯棒短样进行多场耦合老化试验.结果表明:老化绝缘子芯棒样品出现了断裂现象.芯棒断裂过程中,宏观特征表现为裂纹和断裂面的扩大、高压电极附近出现放电痕迹等;微观特征表现为环氧分解、玻纤出现微裂纹并断裂、玻纤-环氧界面失效等.同时,依据单元断开率建立了电热力多场耦合断裂失效评估模型,揭示了单元断开率与能量势垒的反比关系.在给定的电、热和机械应力条件下,该模型可根据断裂面积比率实现复合绝缘子芯棒老化程度评估,能够为多应力协同作用下的复合绝缘子芯棒老化失效分析提供参考.

    复合绝缘子玻璃钢芯棒断裂协同效应多场老化老化机制

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    热老化对水轮发电机定子线棒端部主绝缘局部放电特性的影响

    陈科元马山刚金福宝冷雪健...
    74-81页
    查看更多>>摘要：水轮发电机定子线棒端部主绝缘在长期运行过程中因温升及局部放电的高能粒子轰击极易发生热老化,劣化绝缘性能,加剧局部放电强度.文中根据水电站F级定子线棒绝缘结构设计制作了3种端部典型缺陷模型,在170℃环境条件下进行加速热老化;通过扫描电子显微镜和拉曼光谱分析仪对不同老化周期下的主绝缘试样进行形貌结构和分子结构分析,揭示主绝缘材料——环氧玻璃粉云母带的热老化机理;搭建局放试验平台,采用脉冲电流法和臭氧检测法测量老化前后放电量和放电次数及臭氧浓度的变化情况,并挖掘其对端部缺陷局部放电特性的影响规律.结果表明:加速热老化周期与主绝缘材料绝缘结构变化成正比,老化时间越长,试样表面越粗糙;热老化会破坏环氧玻璃粉云母带的分子链结构,苯环等芳香族和碳环上的C-C键及C=C键特征峰变化与绝缘电阻具有相关性;热老化对内部气隙放电量和放电次数的影响较小,对防晕层脱落缺陷的低放电量次数影响较大;不同绝缘缺陷模型臭氧的饱和浓度和饱和时间存在较大差异,热老化前不同放电类型的臭氧浓度变化具有阶段性,而热老化后臭氧浓度无明显的阶段性增长特征.

    热老化定子线棒局部放电环氧玻璃粉云母带

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    基于Dissado-Hill弛豫模型的油纸绝缘老化状态评估方法研究

    许敏虎张健李中原于沐禾...
    82-90页
    查看更多>>摘要：油纸绝缘作为油浸式电力设备的主绝缘材料,长期复杂工况下油纸绝缘的老化将严重影响设备的使用安全,因此准确评估油纸绝缘老化状态至关重要.本文制备了多组不同老化程度的油纸绝缘模型,在不同测试激励幅值下开展宽温-宽频介电响应测试,并基于Dissado-Hill弛豫模型,提取表征油纸绝缘老化程度的特征参数.结果表明:随着油纸绝缘老化程度的增加,全频段介质损耗因数曲线出现两个特征频段,分别与材料电导特性、转向极化及界面极化过程有关.根据拟合计算结果发现,油纸绝缘老化后,由于纤维素结构被破坏,介质内的杂质离子数增多,微观上表现为介质内"簇"间运动增强而"簇"内运动削弱,因而模型中的特征频率点向高频移动.为准确获得油纸绝缘的老化状态,本文在消除测试温度及激励幅值的影响下,构建了模型特征参数与绝缘老化程度的量化表征关系,研究成果可为基于频域介电响应现场检测技术的油浸式电力设备绝缘老化状态评估方法提供理论支撑.

    油纸绝缘Dissado-Hill弛豫模型宽频介电特性绝缘老化状态

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