高壓直流交聯(lián)聚乙烯電纜料性能影響因素的研究
發(fā)布時間:2021-02-02 22:48
本文通過機械共混,熱壓交聯(lián)的方法制備了交聯(lián)聚乙烯(XLPE),用來作為高壓直流電纜絕緣材料的母料,主要進行了交聯(lián)聚乙烯電性能與熱性能影響因素的研究。首先,使用不同的交聯(lián)劑來分別制備交聯(lián)聚乙烯,研究不同交聯(lián)劑以及不同交聯(lián)度對交聯(lián)聚乙烯電性能的影響,從而得到交聯(lián)聚乙烯電性能最佳時的交聯(lián)度和交聯(lián)劑種類。然后,通過熔鹽法合成了阿爾法氧化鋁(α-Al2O3)納米片并對其進行表面改性,并制備了XLPE/α-Al2O3納米復合材料,研究了α-Al2O3納米片的添加對納米復合材料電性能的影響。最后,通過水熱法合成了另一種形貌的α-Al2O3納米片,制備了XLPE/α-Al2O3納米復合材料后,研究了α-Al2O3納米片的添加對納米復合材料熱性能的影響。1.選用兩種不同的過氧化物交聯(lián)劑過氧化二異丙苯(DCP)與雙叔丁基過氧化異丙基苯(BIPB),通過機械共混,熱壓交聯(lián)的方法制備了不同交聯(lián)劑、不同交聯(lián)度的交聯(lián)聚乙烯。采用萃取法對所得交聯(lián)聚乙烯試樣的交聯(lián)度進行測量,BIPB的交聯(lián)效率大于DCP,當交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)度達到90%左右時,DCP的用量為2.5 wt%,而BIPB的用量僅為1.5 wt%。對不同交聯(lián)...
【文章來源】:青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 高壓直流輸電技術
1.1.2 高壓直流輸電電纜
1.2 電纜絕緣材料
1.2.1 聚氯乙烯
1.2.2 聚乙烯
1.2.3 硅橡膠
1.2.4 聚四氟乙烯
1.2.5 交聯(lián)聚乙烯
1.3 交聯(lián)聚乙烯電性能
1.3.1 空間電荷
1.3.1.1 空間電荷的分類
1.3.1.2 空間電荷的危害
1.3.1.3 空間電荷的抑制方法
1.3.1.4 空間電荷的測量方法
1.3.2 擊穿場強
1.3.3 電導率
1.4 交聯(lián)聚乙烯熱性能
1.5 國內(nèi)外XLPE發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.5.1 擊穿場強與空間電荷
1.5.1.1 添加無極非金屬納米粒子
1.5.1.2 聚合物之間熔融共混或?qū)酆衔镞M行接枝共聚
1.5.2 導熱系數(shù)
2O3納米粒子"> 1.6 α-Al2O3納米粒子
1.7 本論文研究目的、內(nèi)容與意義
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究內(nèi)容
1.7.3 研究意義
第二章 交聯(lián)劑、交聯(lián)度對交聯(lián)聚乙烯電性能的影響
2.1 引言
2.2 實驗儀器及藥品
2.3 實驗內(nèi)容
2.3.1 BIPB和 DCP交聯(lián)低密度聚乙烯
2.3.2 交聯(lián)聚乙烯交聯(lián)度的測定
2.3.3 不同交聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯直流擊穿場強的測試
2.3.4 不同交聯(lián)度交聯(lián)聚乙烯空間電荷的測試
2.4 實驗結果
2.4.1 交聯(lián)度的測量結果
2.4.2 交聯(lián)度對交聯(lián)聚乙烯擊穿性能的影響
2.4.3 交聯(lián)劑對交聯(lián)聚乙烯空間電荷的影響
2.5 本章小結
2O3/XLPE納米復合材料的電性能">第三章 片狀α-Al2O3/XLPE納米復合材料的電性能
3.1 引言
3.2 實驗儀器及藥品
3.3 實驗內(nèi)容
2O3的合成"> 3.3.1 片狀α-Al2O3的合成
2O3的表面改性"> 3.3.2 片狀α-Al2O3的表面改性
2O3的表征"> 3.3.3 片狀α-Al2O3的表征
2O3/XLPE納米復合材料的制備"> 3.3.4 片狀α-Al2O3/XLPE納米復合材料的制備
2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試"> 3.3.5 片狀α-Al2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試
3.3.5.1 直流電壓擊穿試驗
3.3.5.2 直流電導率測試
3.3.5.3 電聲脈沖法測量空間電荷
3.4 實驗結果
2O3納米片的表征測試結果"> 3.4.1 α-Al2O3納米片的表征測試結果
3.4.1.1 XRD
3.4.1.2 SEM
3.4.1.3 TEM
3.4.1.4 FTIR
2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試結果"> 3.4.2 α-Al2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試結果
3.4.2.1 直流電壓擊穿試驗結果
3.4.2.2 直流電導率測試結果
3.4.2.3 空間電荷的測試結果
3.5 本章小結
2O3納米復合材料的熱性能">第四章 XLPE/α-Al2O3納米復合材料的熱性能
4.1 引言
4.2 實驗儀器與藥品
4.3 實驗內(nèi)容
2O3的合成與表面改性"> 4.3.1 α-Al2O3的合成與表面改性
2O3的表征"> 4.3.2 α-Al2O3的表征
2O3 納米復合材料的制備"> 4.3.3 XLPE/α-Al2O3 納米復合材料的制備
2O3 納米復合材料的熱性能測試"> 4.3.4 XLPE/α-Al2O3 納米復合材料的熱性能測試
4.3.4.1 熱重分析(TGA)
4.3.4.2 熱失重速率分析(DTG)
4.3.4.3 導熱系數(shù)測量
4.4 實驗結果
2O3納米片的表征測試結果"> 4.4.1 α-Al2O3納米片的表征測試結果
4.4.1.1 XRD
4.4.1.2 SEM
4.4.1.3 TEM
4.4.1.4 FTIR
2O3 納米復合材料的熱性能測試結果"> 4.4.2 XLPE/α-Al2O3 納米復合材料的熱性能測試結果
4.4.2.1 熱重分析測試結果
4.4.2.2 熱重微分曲線
4.4.2.3 導熱系數(shù)的測量結果
4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間電子輻射環(huán)境中絕緣介質(zhì)電荷沉積特性及陷阱參數(shù)研究綜述[J]. 李國倡,李盛濤. 物理學報. 2019(23)
[2]不同分子量分布的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物對LDPE共混體系電性能的影響[J]. 康宇斌,夏兵,翟近濤,查俊偉. 絕緣材料. 2019(10)
[3]不同交聯(lián)工藝交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣微觀結構的差異研究[J]. 歐陽本紅,李歡,李建英. 絕緣材料. 2019(10)
[4]直流高壓電纜研究及關鍵性問題略述[J]. 朱偉林,何韶英,高福剛,楊德亮,王增輝,紀延磊. 光纖與電纜及其應用技術. 2019(05)
[5]絕緣電纜用LDPE/EPDM復合材料力學性能及電性能研究[J]. 劉標,黨智敏,張冬麗,王思蛟. 絕緣材料. 2019(09)
[6]“十三五”中后期我國煤電發(fā)展轉(zhuǎn)型研究及未來預測[J]. 袁家海,張凱. 中國煤炭. 2019(08)
[7]聚合物絕緣材料載流子陷阱的表征方法及陷阱對絕緣擊穿影響的研究進展[J]. 高宇,王小芳,李楠,許棒棒,王繼隆,杜伯學. 高電壓技術. 2019(07)
[8]基于國產(chǎn)基料的交聯(lián)聚乙烯高壓直流電纜絕緣材料電性能研究[J]. 王海田,雷憲章,周明瑜,周育楨,郝淼,George Chen. 中國電機工程學報. 2019(13)
[9]聚氯乙烯行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 安曉通. 化工設計通訊. 2019(05)
[10]柔性直流配電技術的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 葉龐琪,陳堃,代維謙. 湖北電力. 2019(01)
博士論文
[1]聚合物基功能納米復合材料的制備及導電導熱與電磁屏蔽性能的研究[D]. 李星華.北京化工大學 2017
[2]交聯(lián)工藝對交聯(lián)聚乙烯絕緣特性的影響[D]. 朱曉輝.天津大學 2010
碩士論文
[1]納米氧化鋁的制備及改性研究[D]. 王潔.北京化工大學 2016
[2]低密度聚乙烯化學交聯(lián)過程中的結構演變及流變和動力學研究[D]. 劉善秋.華東理工大學 2013
[3]添加納米碳化硅的低密度聚乙烯的介電性能研究[D]. 伍科.重慶大學 2012
[4]高導熱硅橡膠復合絕緣材料制備與綜合性能的研究[D]. 朱艷慧.北京化工大學 2011
[5]PP/MMT納米復合材料結晶形態(tài)與介電性能研究[D]. 劉亞麗.哈爾濱理工大學 2010
本文編號:3015493
【文章來源】:青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 高壓直流輸電技術
1.1.2 高壓直流輸電電纜
1.2 電纜絕緣材料
1.2.1 聚氯乙烯
1.2.2 聚乙烯
1.2.3 硅橡膠
1.2.4 聚四氟乙烯
1.2.5 交聯(lián)聚乙烯
1.3 交聯(lián)聚乙烯電性能
1.3.1 空間電荷
1.3.1.1 空間電荷的分類
1.3.1.2 空間電荷的危害
1.3.1.3 空間電荷的抑制方法
1.3.1.4 空間電荷的測量方法
1.3.2 擊穿場強
1.3.3 電導率
1.4 交聯(lián)聚乙烯熱性能
1.5 國內(nèi)外XLPE發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.5.1 擊穿場強與空間電荷
1.5.1.1 添加無極非金屬納米粒子
1.5.1.2 聚合物之間熔融共混或?qū)酆衔镞M行接枝共聚
1.5.2 導熱系數(shù)
2O3納米粒子"> 1.6 α-Al2O3納米粒子
1.7 本論文研究目的、內(nèi)容與意義
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究內(nèi)容
1.7.3 研究意義
第二章 交聯(lián)劑、交聯(lián)度對交聯(lián)聚乙烯電性能的影響
2.1 引言
2.2 實驗儀器及藥品
2.3 實驗內(nèi)容
2.3.1 BIPB和 DCP交聯(lián)低密度聚乙烯
2.3.2 交聯(lián)聚乙烯交聯(lián)度的測定
2.3.3 不同交聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯直流擊穿場強的測試
2.3.4 不同交聯(lián)度交聯(lián)聚乙烯空間電荷的測試
2.4 實驗結果
2.4.1 交聯(lián)度的測量結果
2.4.2 交聯(lián)度對交聯(lián)聚乙烯擊穿性能的影響
2.4.3 交聯(lián)劑對交聯(lián)聚乙烯空間電荷的影響
2.5 本章小結
2O3/XLPE納米復合材料的電性能">第三章 片狀α-Al2O3/XLPE納米復合材料的電性能
3.1 引言
3.2 實驗儀器及藥品
3.3 實驗內(nèi)容
2O3的合成"> 3.3.1 片狀α-Al2O3的合成
2O3的表面改性"> 3.3.2 片狀α-Al2O3的表面改性
2O3的表征"> 3.3.3 片狀α-Al2O3的表征
2O3/XLPE納米復合材料的制備"> 3.3.4 片狀α-Al2O3/XLPE納米復合材料的制備
2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試"> 3.3.5 片狀α-Al2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試
3.3.5.1 直流電壓擊穿試驗
3.3.5.2 直流電導率測試
3.3.5.3 電聲脈沖法測量空間電荷
3.4 實驗結果
2O3納米片的表征測試結果"> 3.4.1 α-Al2O3納米片的表征測試結果
3.4.1.1 XRD
3.4.1.2 SEM
3.4.1.3 TEM
3.4.1.4 FTIR
2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試結果"> 3.4.2 α-Al2O3/XLPE納米復合材料的電性能測試結果
3.4.2.1 直流電壓擊穿試驗結果
3.4.2.2 直流電導率測試結果
3.4.2.3 空間電荷的測試結果
3.5 本章小結
2O3納米復合材料的熱性能">第四章 XLPE/α-Al2O3納米復合材料的熱性能
4.1 引言
4.2 實驗儀器與藥品
4.3 實驗內(nèi)容
2O3的合成與表面改性"> 4.3.1 α-Al2O3的合成與表面改性
2O3的表征"> 4.3.2 α-Al2O3的表征
2O3 納米復合材料的制備"> 4.3.3 XLPE/α-Al2O3 納米復合材料的制備
2O3 納米復合材料的熱性能測試"> 4.3.4 XLPE/α-Al2O3 納米復合材料的熱性能測試
4.3.4.1 熱重分析(TGA)
4.3.4.2 熱失重速率分析(DTG)
4.3.4.3 導熱系數(shù)測量
4.4 實驗結果
2O3納米片的表征測試結果"> 4.4.1 α-Al2O3納米片的表征測試結果
4.4.1.1 XRD
4.4.1.2 SEM
4.4.1.3 TEM
4.4.1.4 FTIR
2O3 納米復合材料的熱性能測試結果"> 4.4.2 XLPE/α-Al2O3 納米復合材料的熱性能測試結果
4.4.2.1 熱重分析測試結果
4.4.2.2 熱重微分曲線
4.4.2.3 導熱系數(shù)的測量結果
4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空間電子輻射環(huán)境中絕緣介質(zhì)電荷沉積特性及陷阱參數(shù)研究綜述[J]. 李國倡,李盛濤. 物理學報. 2019(23)
[2]不同分子量分布的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物對LDPE共混體系電性能的影響[J]. 康宇斌,夏兵,翟近濤,查俊偉. 絕緣材料. 2019(10)
[3]不同交聯(lián)工藝交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣微觀結構的差異研究[J]. 歐陽本紅,李歡,李建英. 絕緣材料. 2019(10)
[4]直流高壓電纜研究及關鍵性問題略述[J]. 朱偉林,何韶英,高福剛,楊德亮,王增輝,紀延磊. 光纖與電纜及其應用技術. 2019(05)
[5]絕緣電纜用LDPE/EPDM復合材料力學性能及電性能研究[J]. 劉標,黨智敏,張冬麗,王思蛟. 絕緣材料. 2019(09)
[6]“十三五”中后期我國煤電發(fā)展轉(zhuǎn)型研究及未來預測[J]. 袁家海,張凱. 中國煤炭. 2019(08)
[7]聚合物絕緣材料載流子陷阱的表征方法及陷阱對絕緣擊穿影響的研究進展[J]. 高宇,王小芳,李楠,許棒棒,王繼隆,杜伯學. 高電壓技術. 2019(07)
[8]基于國產(chǎn)基料的交聯(lián)聚乙烯高壓直流電纜絕緣材料電性能研究[J]. 王海田,雷憲章,周明瑜,周育楨,郝淼,George Chen. 中國電機工程學報. 2019(13)
[9]聚氯乙烯行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 安曉通. 化工設計通訊. 2019(05)
[10]柔性直流配電技術的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 葉龐琪,陳堃,代維謙. 湖北電力. 2019(01)
博士論文
[1]聚合物基功能納米復合材料的制備及導電導熱與電磁屏蔽性能的研究[D]. 李星華.北京化工大學 2017
[2]交聯(lián)工藝對交聯(lián)聚乙烯絕緣特性的影響[D]. 朱曉輝.天津大學 2010
碩士論文
[1]納米氧化鋁的制備及改性研究[D]. 王潔.北京化工大學 2016
[2]低密度聚乙烯化學交聯(lián)過程中的結構演變及流變和動力學研究[D]. 劉善秋.華東理工大學 2013
[3]添加納米碳化硅的低密度聚乙烯的介電性能研究[D]. 伍科.重慶大學 2012
[4]高導熱硅橡膠復合絕緣材料制備與綜合性能的研究[D]. 朱艷慧.北京化工大學 2011
[5]PP/MMT納米復合材料結晶形態(tài)與介電性能研究[D]. 劉亞麗.哈爾濱理工大學 2010
本文編號:3015493
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