Ảnh hưởng của việc lão hóa nhiệt đến sức mạnh trường ngưỡng và độ cảm điện tương đối của polyethylene chuỗi chéo với các hàm lượng tác nhân liên kết chéo khác nhau

Journal of Electrical Engineering & Technology - Tập 16 - Trang 2885-2892 - 2021
Dai Wan1,2, Fei Qi1,2, Quan Zhou3, Hengyi Zhou1, Miao Zhao1, Xujin Duan1
1State Grid Hunan Electric Power Company Limited Research Institute, Changsha, China
2State Grid Joint Laboratory for Intelligent Application and Key Equipment in Distribution Network, Changsha, China
3State Key Laboratory of Power Transmission Equipment and System Security and New Technology, School of Electrical Engineering, Chongqing University, Chongqing, China

Tóm tắt

Bài báo này trình bày tác động của việc lão hóa nhiệt đến sức mạnh trường ngưỡng và độ cảm điện tương đối của polyethylene chuỗi chéo (XLPE) với các hàm lượng tác nhân liên kết chéo khác nhau. Ở đây, polyethylene mật độ thấp (LDPE) và dicumyl peroxide (DCP) được sử dụng làm vật liệu thực nghiệm cơ bản và tác nhân liên kết chéo, tương ứng. Cuối cùng, kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng việc lão hóa nhiệt có thể dần dần làm tăng sức mạnh trường ngưỡng và giảm độ cảm điện tương đối của XLPE với các hàm lượng DCP khác nhau. Ngoài ra, sức mạnh trường ngưỡng của XLPE với các hàm lượng DCP khác nhau ban đầu tăng và sau đó giảm khi hàm lượng DCP tăng, trong khi độ cảm điện tương đối của XLPE với các hàm lượng DCP khác nhau giảm trước và sau đó tăng khi hàm lượng DCP tăng tại thời gian lão hóa nhiệt khác nhau, v.v. Những nghiên cứu trong bài báo này là cơ sở cho nghiên cứu về sự tích tụ và phân tán điện tích trong các vật liệu XLPE, điều này có ý nghĩa lớn đối với hoạt động bình thường của cáp XLPE.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Li GC, Wang JX, Han W, Wei Y, Li S (2019) Influence of temperature on charge accumulation in low-density polyethylene based on depolarization current and space charge decay. Polymers 11(4):587 Plesa I, Notingher PV, Schlogl S, Sumereder C, Muhr M (2016) Properties of polymer composites used in high-voltage applications. Polymers 8(5):173 Li Z, Chen G (2019) Space charge in thermally aged polyethylene and its electrical performance. Mater Res Express 6(3):035308 Fu M, Dissado LA, Chen G, Fothergill JC (2008) Space charge formation and its modified electric field under applied voltage reversal and temperature gradient in XLPE cable. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 15(3):851–860 Manas D, Manas M, Mizera A, Stoklasek P, Navratil J, Sehnalek S, Drabek P (2018) The high density polyethylene composite with recycled radiation cross-linked filler of rHDPEx. Polymers 10(12):1361 Choo W, Chen G, Swingler SG (2011) Electric field in polymeric cable due to space charge accumulation under dc and temperature gradient. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 18(2):596–606 Min DM, Wang WW, Li ST (2015) Numerical analysis of space charge accumulation and conduction properties in LDPE nanodielectrics. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 22(3):1483–1491 Tanaka T, Bulinski A, Castellon J, Frechette M, Gubanski S, Kindersberger J, Montanari GC, Nagao M, Morshuis P, Tanaka Y et al (2011) Dielectric properties of XLPE/SiO2 nanocomposites based on CIGRE WG D124 cooperative test results. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 18(5):1484–1517 Teyssedre G, Laurent C (2005) Charge transport modeling in insulating polymers: from molecular to macroscopic scale. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 12(5):857–875 Vissouvanadin B, LeRoy S, Teyssedre G, Laurent C, Denizet I, Mammeri M, Poisson B (2011) Impact of Concentration gradient of polarizable species on the electric field distribution in polymeric insulating material for HVDC cable. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 18(3):833–839 Sekii Y, Maeno T (2009) Generation and dissipation of negative heterocharges in XLPE and EPR. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 16(3):668–675 Fabiani D, Montanari GC, Dissado LA, Laurent C, Teyssedre G (2009) Fast and slow charge packets in polymeric materials under DC stress. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 16(1):241–250 Rogti F, Mekhaldi A, Laurent C (2008) Space charge behavior at physical interfaces in cross-linked polyethylene under DC field. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 15(5):1478–1485 Mazzanti G, Montanari GC, Alison JM (2003) A space-charge based method for the estimation of apparent mobility and trap depth as markers for insulation degradation-theoretical basis and experimental validation. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 10(2):187–197 Rogti F (2011) Space charge dynamic at the physical interface in cross-linked polyethylene under DC field and different temperatures. IEEE Trans Dielectr Electr Insul 18(3):888–899 Wang SC, Zhou Q, Liao RJ, Xing L, Wu NC, Jiang Q (2019) The impact of cross-linking effect on the space charge characteristics of cross-linked polyethylene with different degrees of cross-linking under strong direct current electric field. Polymers 11(7):1149 Lu ZK (2018) Study on transient behavior of space charge in polyethylene materials for high voltage DC cables. Zhengzhou University, Zhengzhou Tian FQ (2012) Investigation on the trap characteristics and electrical properties of polyethylene based nanocomposite. Beijing Jiaotong University, Beijing Liu OW (2018) Effect of thermal aging on electrical and mechanical properties of HVDS cable cross-linked polyethylene. North China Electric Power University, Beijing Qin Y (2008) Effect of thermal aging on dielectric properties of nano-CB/XLPE composite insulation materials. Harbin University of Science and Technology, Harbin Qi F, Wan D, Ouyang X, Jiang Q, Zhao M, Zhou HY (2019) Influence of different XLPE cable defects on the initiation of electric trees. J Electr Eng Technol 14(6):2625–2632 Karhan M, Yilmaz AE, Ugur M (2017) Investigation the effect of solution conductivity on the growth rate and shape of water trees observed in distribution cables. Istanbul Univ J Electr Electron Eng 17(2):3445–3451