【摘要】：電纜在電場下運(yùn)行時(shí),由于受到不均勻電場的影響,會(huì)使得介質(zhì)材料表面和深層帶電,電子積聚在電阻率很高的介質(zhì)材料中,難以釋放,嚴(yán)重影響了電纜的正常工作。本文研制了一種新型樹脂基非線性復(fù)合材料,將硅烷偶聯(lián)劑處理過的氧化鋅和炭黑加入到環(huán)氧樹脂基體中,對其進(jìn)行改性,并對試樣在常溫和液氮環(huán)境進(jìn)行了相關(guān)性能測試。首先提出可行的樹脂配方。其次開展樹脂基非線性復(fù)合材料制備工藝研究,確定出樹脂基非線性復(fù)合材料制備工藝的最優(yōu)設(shè)計(jì)。最后,針對不同的實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)樹脂基非線性復(fù)合材料的固化模具,并根據(jù)固化工藝流程制備所需的試驗(yàn)樣品。試驗(yàn)結(jié)果表明:直流電導(dǎo)試驗(yàn)得知無摻雜樹脂基復(fù)合材料在常溫環(huán)境及液氮環(huán)境中的電導(dǎo)率均保持著線性關(guān)系,且?guī)缀醪浑S場強(qiáng)改變。溫度對電導(dǎo)率隨場強(qiáng)變化影響較大,液氮環(huán)境中電導(dǎo)率隨場強(qiáng)發(fā)生變化的趨勢不如常溫下明顯,無機(jī)填料濃度的增加,利于在電場強(qiáng)度較小時(shí)就出現(xiàn)電導(dǎo)非線性。雷電沖擊試驗(yàn)得知,炭黑/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的擊穿場強(qiáng)隨著炭黑的含量增加而遞減,遞減到一定程度又開始增加,最后趨于穩(wěn)定;氧化鋅/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的擊穿電壓隨著氧化鋅的含量增加不會(huì)產(chǎn)生太大的變化。工頻擊穿試驗(yàn)得知,炭黑/環(huán)氧樹脂中炭黑含量的增大,擊穿場強(qiáng)呈現(xiàn)出下降的趨勢;氧化鋅/環(huán)氧樹脂中氧化鋅含量的增大,擊穿場強(qiáng)基本維持定值。力學(xué)拉伸性能試驗(yàn)測得液氮環(huán)境下的力學(xué)性能優(yōu)于常溫環(huán)境,樹脂基復(fù)合材料力學(xué)拉伸強(qiáng)度和彈性模量基本維持在定值。
[Abstract]:When the cable is operated under the electric field, due to the influence of the non-uniform electric field, the surface and deep layer of dielectric material will be charged, and the electrons will accumulate in the dielectric material with high resistivity, which is difficult to release, which seriously affects the normal operation of the cable. In this paper, a new type of resin matrix nonlinear composites was developed. Zinc oxide and carbon black treated by silane coupling agent were added to epoxy resin matrix, and the properties of the samples were tested at room temperature and liquid nitrogen environment. At first, the feasible formula of resin was put forward. Secondly, the preparation process of resin-based nonlinear composites was studied, and the optimum design of the preparation process of resin-based nonlinear composites was determined. Finally, the curing mould of resin matrix nonlinear composites was designed according to different experimental requirements, and the test samples were prepared according to the curing process. The results show that the conductivity of the composites is linear in normal temperature and liquid nitrogen environment, and almost does not change with the field strength. The change of conductivity with field strength in liquid nitrogen environment is not as obvious as that at normal temperature, and the increase of inorganic filler concentration is beneficial to the occurrence of conductivity nonlinearity when the electric field intensity is small. The lightning shock test shows that the breakdown field strength of carbon black / epoxy resin composites decreases with the increase of carbon black content, decreases to a certain extent, and finally tends to stabilize. The breakdown voltage of ZnO / epoxy composite does not change with the increase of ZnO content. The power frequency breakdown test shows that the breakdown field strength of carbon black / epoxy resin decreases with the increase of carbon black content, and the breakdown field strength of zinc oxide / epoxy resin increases with the increase of the content of zinc oxide / epoxy resin. The mechanical properties in liquid nitrogen environment were better than those in normal temperature, and the tensile strength and elastic modulus of resin matrix composites were maintained at a constant value.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2354409