高电压等级聚乙烯电缆绝缘材料耐电性能研究

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我们国家的经济正处于高速发展阶段,电力电缆在国民经济中占有重要的位置。电缆绝缘材料的耐电性能一直是制约电缆行业发展的主要因素之一。因此,人们希望能够提高绝缘材料的耐电能力,制备出高电压等级的电缆材料。尽管经过大量研究人员的长期努力,突破了很多技术难点并解决了一些关键问题,但只有北欧化工和美国陶式化学这两个公司研制出的交联聚乙烯高电压等级电缆绝缘材料实现了产业化和大规模应用,基本垄断了市场价格。为了打破国外企业的垄断地位,目前,国内已经开发了高电压等级电缆绝缘材料,因此研究其制作过程中的每个工艺环节其耐电强度产生的影响对于高电压等级电缆绝缘材料的实际应用具有非常重要的意义。  首先研究了绝缘材料试样的不同测试方法对其耐电强度测试结果的影响因素。然后结合高电压等级聚乙烯电缆绝缘材料的生产工艺(熔体挤出过滤,脱挥技术和DCP液相扩散附着于绝缘材料表面等)对绝缘材料耐电特性的影响进行了测试,研究了不同生产加工环节对高电压等级电缆绝缘材料耐电性能的影响。采用了红外光谱法研究了高电压等级聚乙烯绝缘材料在熔体过滤挤出、脱挥过程前后杂质、小分子物质含量的变化对聚乙烯击穿场强的影响。目前用于生产实践的多为交联聚乙烯,为进一步提高材料耐电性能,本文针对LDPE/LLDPE聚烯烃复合物展开研究。对LLDPE、LDPE及LLDPE/LDPE复合物绝缘重量配比为25/75进行耐电强度、耐电树枝性能的测试。  利用红外光谱检测了聚乙烯脱挥过程所脱掉的官能团为醇或醚键,证明脱挥过程可以有效提高聚乙烯的纯净度,进而提高其耐电强度。加入了抗氧剂的聚乙烯材料相当于引入了新的杂质,使材料耐电强度降低,但其耐电树枝能力较强。交联后的绝缘材料耐电能力得到了一定的提高。LDPE/LLDPE的直流击穿场强较 LDPE稍高,LLDPE及 LLDPE/LDPE复合材料的耐电树枝性能较LDPE有所提升。
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