绝缘体

绝缘试样在工频下的击穿场强击穿特性测定仪

发布时间:2023/11/18 13:36:31   
北京智德创新仪器设备有限公司

击穿场强是衡量电缆附件绝缘运行可靠性的主要标准。各附件绝缘试样在工频下的击穿场强如图5所示。SIR绝缘体内无晶相,橡胶分子链在非晶相中无规则排列,电荷输运相对容易。S1和S2试样的击穿场强比较接近,均在24kV/mm左右,运行年限较久的S3和S4试样约为20kV/mm,S4略高于S3试样。EPDM试样的击穿性能整体优于SIR试样,结合图2知EPDM试样晶型良好,相比于无晶相的SIR试样,其绝缘内载流子迁移通道形成难度更大。E2试样经历了击穿事故,分子结构破坏,但小分子物质出现重结晶现象,绝缘内部分无定型区向结晶区转化,晶体中分子链趋于规则排列,电荷输运变难,故击穿场强升高。

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体积电阻率直接影响绝缘内部的电场分布和击穿性能。在表3所示的体积电阻率结果中,各试样均满足GB/T11017.3—2002对橡胶料体积电阻率不小于1015Ω·cm的要求。SIR的体积电阻率整体小于EPDM,这和两种绝缘自身不同的晶相结构等材料性质有关。SIR和EPDM电缆附件的击穿场强和体积电阻率有较好的一致性,运行年限越长,绝缘分子结构破坏程度加深,电阻率越低,但重结晶反应对绝缘试样的体积电阻率有提升作用。运行年限相同时,取自中间接头的S4试样体积电阻率略高于取自电缆终端的S3试样。

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介电常数和介质损耗是绝缘材料的基本介电参数,直接影响绝缘运行时的温度场和电场分布。附件绝缘的介电常数和介质损耗频谱如图4所示,当频率升高时,偶极子极化和夹层极化过程来不及完成,所有样品的介电常数都随着频率增加而变小。绝缘试样的介损随频率的增加整体上升,且6个试样之间的介损差值不显著。

E2试样的介电常数最大,这和E2试样的附件经历的击穿事故有关,放电事故引入了C=O和?OH等强极性基团,分子极性增强,导致其在电场作用下极化能力变强,介电常数增幅较大,这和FTIR及XRD结果相对应。投运1年的S2试样介电常数和投运11年的E1试样接近,猜测这和试样内填充较多的SiO2颗粒有关,XRD谱图中可知S2内无机成分变多,纳米填充物比例上升引入了更多偶极基团,使得偶极极化增强,故其介电常数略高。特别地,S3和S4运行年限都是7年,但S4试样取自中间接头,介电常数远大于其余电缆终端样品,这与中间接头在衔接、过渡作用中长期受到径向机械应力有关。由于运行中长期过盈配合的要求,中间接头要比电缆终端承受更大的机械应力,电热力联合作用下材料内部产生新的缺陷,极化能力增强。

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