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抗氧剂和石墨烯微片对XLPE直流介电性能的影响

王金辉  
【摘要】:直流输电具有传输容量大、传输距离远、节约土地资源、系统安全问题小等优点,在电网运行中发挥越来越重要的作用。交联聚乙烯(XLPE)绝缘高压直流电缆作为直流输电系统的重要组成部分,近些年受到了人们的广泛关注,并得到了不断发展。虽然XLPE绝缘材料在介电性能、机械性能等方面表现优异,但XLPE绝缘直流电缆仍因空间电荷积累、温度梯度下的电场畸变等问题,难以大规模生产应用。因此研究制备性能优异的XLPE绝缘材料不仅具有重大的科学意义,还将产生良好的经济和社会效益。本文通过熔融共混法制备了抗氧剂/XLPE、石墨烯微片(GNPs)/抗氧剂/XLPE复合介质,对复合介质的直流击穿强度、电导特性、空间电荷的分布情况进行了测试,研究了不同种类抗氧剂对XLPE直流介电性能的影响,并进一步研究了不同种类、质量份数的GNPs对抗氧剂/XLPE复合介质直流介电性能的影响。研究结果表明,加入抗氧剂会使XLPE击穿强度降低,且随测试温度的升高击穿强度下降趋势明显;加入GNPs虽然使抗氧剂/XLPE复合介质的击穿强度进一步降低,但减小了复合介质的电导率,降低了高温下热击穿发生的概率,使温度对复合介质直流击穿强度的影响效果降低;加入抗氧剂会增加XLPE内部空间电荷的积累,而掺入适量GNPs会改善抗氧剂/XLPE复合介质内部的空间电荷分布状况,抑制空间电荷在介质内部的积累。


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