杨明亮
- 作品数：23 被引量：148H指数：9
- 供职机构：四川大学电气信息学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术理学化学工程更多>>
- 一种加速XLPE电缆水树老化的新型水电极法被引量：12
- 2015年
- 基于原有的水电极老化方法,提出了一种能有效加速XLPE电缆绝缘中水树生长的新型水电极法,并针对该方法的老化机制进行了讨论。采用改进后的新型水电极法老化XLPE电缆制作水树样本,测量老化过程中电缆样本的介质损耗正切角（tanδ）的变化。利用光学显微镜、红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）分析电缆样本中水树的微观结构和形貌变化,提出相应的微观老化模型。结果表明：采用改进后的水电极法生成的水树尺寸和微观形貌差异较小,水树长度在300-400μm之间,水树形貌为团状,水树缺陷内部微孔或通道的直径在几微米到几十微米之间。采用新型水电极法老化的电缆试样稳定有效,可生成符合典型结构和特征的水树,为进一步研究电缆绝缘老化机理提供了可靠的保证。
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- 关键词：XLPE电缆水树微观形貌
- 在线注入有机硅修复液对交联聚乙烯电缆中水树生长的影响被引量：14
- 2016年
- 提出了水树老化电缆的在线修复方法,讨论了在交变电场下修复液对水树的抑制作用及其绝缘修复机理。采用高频高压水针电极法对新样本、预修复样本和在线修复样本进行加速水树老化。老化一个月后,使用显微镜观察样本中水树形态并测量其水树长度。通过差示扫描量热法分析样本绝缘层的劣化程度,同时利用扫描电镜和能谱分析仪对比水树区域的微观形貌及化学结构变化。研究表明,在线注入有机硅修复液能有效地抑制水树的生长。在电场的作用下,修复液分子和水分子同时向强电场区域(如微孔、水树区域等)进行扩散并发生反应,消耗水分并且生成凝胶颗粒填充微孔,一定程度上缓解了绝缘的劣化。
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- 关键词：交联聚乙烯电缆水树硅氧烷电场
- 修复液沿交联聚乙烯电缆高度方向的浓度分布及其变化对修复效果的影响被引量：4
- 2018年
- 为了认识修复液沿交联聚乙烯（XLPE）电缆高度方向的浓度分布及其对修复效果的影响,研究了预修复（老化前预先注入修复液）电缆样本上侧和下侧的水树生长特征以及绝缘层的微观形貌变化。对两组预修复电缆样本分别进行不同时间的加速水树老化。通过光学显微镜观测不同老化时间的样本其上下侧的水树形态和尺寸,同时利用扫描电镜（SEM）和红外光谱（IR）观测（检测）样本上下侧水树区域的微观形貌和修复液浓度变化。测试结果表明：加速老化30天后,样本上侧的水树尺寸达到310.5μm,大于样本下侧的水树尺寸（251.2μm）。此外,样本下侧水树区域C—Si键吸光度（与修复液浓度呈正比）为0.83%,高于样本上侧水树区域的C—Si键吸光度（0.72%）,表明此时样本下侧水树区域的修复液浓度高于样本上侧。而加速老化40天后,样本下侧的水树尺寸达到371.8μm,反而超过样本上侧的水树尺寸（350.3μm）。此时样本下侧水树区域C–Si键的吸光度降至0.48%,低于样本上侧水树区域C—Si键的吸光度（0.63%）,表明此时样本下侧水树区域的修复液浓度反而低于样本上侧。该研究表明,重力对修复液沿电缆高度方向的浓度分布及其变化具有重要影响。受重力作用,修复液在电缆中易于向下渗透,从而使得样本下侧水树区域的修复液浓度降低,并导致样本下侧的水树生长速率和老化程度增加。
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- 关键词：交联聚乙烯水树
- 电缆的机械弯曲对绝缘层中水树生长的影响被引量：4
- 2017年
- 为了研究电缆机械弯曲对其绝缘中水树生长的影响,对不同弯曲程度的交联聚乙烯(XLPE)电缆中的水树生长特性进行了对比分析。采用水针电极老化法,分别对不弯曲、弯曲程度较小和弯曲程度较大的3组电缆样本进行加速水树老化实验。经过28天加速老化后,分别对3组电缆样本进行切片,利用显微镜观察水树形态,并对水树尺寸进行测量统计。同时,结合XPLE材料在机械应力作用下的取向行为,对实验结果进行理论分析。结果表明:随着电缆弯曲程度逐渐增加,其绝缘外侧的水树形态逐渐由半圆形变为圆锥形,并且水树长度和宽度之间的差异逐渐增大。且弯曲程度越大,水树宽度超过长度越多。分析认为当电缆达到一定的弯曲程度时,其绝缘外侧的局部机械拉力将超过XLPE的屈服强度,从而导致材料分子链发生力学取向。取向后材料呈现各向异性,沿取向方向的水树生长将得到促进,而垂直于取向方向的水树生长将受到抑制,从而导致圆锥形水树的出现。
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- 关键词：交联聚乙烯水树分子链
- 有机硅水树修复对交联聚乙烯电缆绝缘理化性能的影响被引量：4
- 2016年
- 为了研究电缆水树修复技术的长期作用效果,采用水针电极老化法获得水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本,对其中一组样本进行注入式修复,另一组不做处理,然后对两组样本同时进行电热老化实验,对比分析两组样本的微观结构和理化性能变化。显微镜观测结果表明,电热老化相同时间后,修复样本水树区域有修复生成的填充物存在。差示扫描量热(DSC)结果表明,电热老化使得XLPE熔程变窄,结晶度变小,电热老化相同时间后,修复样本的熔程和结晶度均大于未修复样本,并且修复样本的结晶速率大于未修复样本。分析认为修复液与水分子反应的生成物有效填充修复了水树空洞,并进一步限制了水分子的扩散迁移,一定程度上减缓了老化对材料的破坏。
- 杨明亮周凯黄明李康乐李天华陈讴
- 关键词：交联聚乙烯水树电热老化理化性能
- 以分子链疲劳断裂理论理解XLPE电缆绝缘水树生长规律被引量：5
- 2016年
- 为研究XLPE电缆绝缘中水树的生长规律,对不同老化时间下XLPE材料的水树生长特性进行了对比分析。采用水针电极法加速电缆绝缘水树老化,利用光学显微镜和扫描电镜观察不同老化时间下电缆水树的微观结构特征,并对水树尺寸进行测量统计。结果表明:不同老化时间下的水树形态和尺寸均存在明显差异,随着老化时间的增加,水树枝变得密集,染色区域颜色变深。在电机械应力作用下XLPE分子链疲劳累积断裂,水分以密集充水细枝的方式向四周辐射扩散,逐渐形成水树通道和微孔,随着通道和微孔数量的增加,水树逐渐变长。
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- 关键词：XLPE电缆水树微观形貌
- XLPE 电缆水树老化过程中半导电层缺陷的形成机理被引量：18
- 2014年
- 交联聚乙烯(XLPE)电缆的半导电层缺陷诱发机理尚无定论。为此,在加速水树老化实验的基础上,观测了水树老化后电缆的内、外半导电层中的缺陷,并对这些缺陷的形成原因进行了讨论。采用水针法对长度为70 m的XLPE电缆进行加速老化,电缆的绝缘性能逐渐下降,并在绝缘层中观察到水树缺陷。通过扫描电镜(SEM)观测到,老化样本的半导电层中有大量孔洞缺陷。进一步采用X射线能量色散谱(EDS)对内、外半导电层中的化学元素进行定量分析证明,老化后半导电层中氧(O)元素含量显著减少。因此,在长期老化过程中,半导电层中可能发生了电解质水溶液的电解反应,并生成了氧气(O2)和臭氧(O3),这种气体的生成是半导电层中孔洞缺陷发生及发展的原因。
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- 关键词：XLPE电缆水树半导电层孔洞缺陷
- 温度对电力电缆有机硅水树修复的影响被引量：6
- 2016年
- 为了研究温度对电力电缆水树修复效果的影响,在不同温度下对水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本进行注入式修复,对样本的绝缘性能和微观结构进行对比分析。采用水针电极老化法获得水树老化电缆样本,分别在20℃、50℃和80℃下对老化样本进行注入修复,修复过程中定期对样本进行介质损耗因数测试。结果表明随着修复温度的升高,样本介质损耗下降速率加快,且高温下修复的样本介质损耗更早达到稳定值。通过扫描电镜(SEM)观测和能谱(EDS)分析可以看出,随着修复温度的升高,样本水树区生成的修复填充物分布更加密集。由此证明适当升高温度有利于修复液在XLPE层中的扩散反应,加速修复过程。
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- 关键词：交联聚乙烯电缆水树温度扩散
- 冷热两种扎孔方式下交联聚乙烯电缆中的水树生长特征被引量：4
- 2017年
- 为了进一步认识机械应力对交联聚乙烯(XLPE)电缆中水树生长的影响,研究了XLPE薄片试样在不同温度下受机械应力作用时的水树生长特征。对XLPE试样采用冷扎孔和热扎孔两种方式制造针孔缺陷,并对试样进行加速水树老化实验。利用偏光显微镜观测未老化试样针孔周围XLPE材料的形态,并通过显微镜观测老化试样中的水树形态。结果表明:热扎孔试样中存在明显倾斜的应力纹,且热扎孔老化试样中存在和应力纹形态相似的倾斜生长的水树枝。基于高聚物在不同温度下的力学响应特性,温度升高时XLPE材料的屈服强度降低,在较小的机械应力作用下发生取向,进而导致倾斜的水树枝出现。
- 李康乐周凯杨明亮黄明
- 关键词：交联聚乙烯水树温度
- 基于无机纳米SiO2的交联聚乙烯电缆水树修复技术
- 提出了一种在水树通道内自生成纳米SiO2颗粒的交联聚乙烯(XLPE)电缆修复液，对其修复机理和效果进行了分析。采用水针电极老化法对XLPE电缆加速老化，利用基于硅酸酯类催化剂的硅氧烷修复液进行注入式修复。对修复前后的介质...
- 杨明亮周凯赵威陶文彪
- 关键词：XLPE电缆水树老化硅氧烷纳米SIO2颗粒
