【摘要】：隨著運(yùn)行電壓等級(jí)的不斷提高,復(fù)合絕緣子表面將承受更高的場(chǎng)強(qiáng),由此引發(fā)的局部放電過(guò)程中可能產(chǎn)生較高的溫度。復(fù)合絕緣子在強(qiáng)電場(chǎng)和高溫作用下的老化問(wèn)題將更為突出。然現(xiàn)有研究主要通過(guò)高壓實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)合絕緣子進(jìn)行老化,從宏觀表征推導(dǎo)分析其老化狀態(tài),未能體現(xiàn)材料在電場(chǎng)和溫度作用下的結(jié)構(gòu)演化過(guò)程。鑒于此,本文以復(fù)合絕緣子用高溫硫化硅橡膠為研究對(duì)象,基于分子模擬法,分析該材料在不同溫度和電場(chǎng)強(qiáng)度下微觀特征量變化,探究硅橡膠微觀結(jié)構(gòu)演化進(jìn)程,為微觀形貌和宏觀特征之間的聯(lián)系建立理論基礎(chǔ),進(jìn)而有望為復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)精細(xì)化評(píng)估及基材優(yōu)化等方面提供參考。研究表明,電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)分子鏈的鍵長(zhǎng)和勢(shì)能影響最顯著。電場(chǎng)逐漸增強(qiáng)時(shí),硅橡膠原子劇烈運(yùn)動(dòng),分子主鏈鍵伸長(zhǎng),交聯(lián)鍵縮短,分子鏈螺旋化卷曲收縮最顯著,甚至在鏈尾縮為一團(tuán),因此分子勢(shì)能降低�？偰芰恐饕軇�(shì)能影響,二者均于0.0025V/?處損耗最嚴(yán)重。隨之,硅橡膠彈性模量逐漸增大,硬度增加,易出現(xiàn)老化裂紋。但極高場(chǎng)強(qiáng)卻使其彈性常數(shù)大幅度下降,剛度降低,硅橡膠承受機(jī)械負(fù)荷能力變差。溫度對(duì)原子運(yùn)動(dòng)和分子動(dòng)能以及鍵角變化影響最突出。溫度升高時(shí),分子主鏈雖無(wú)大幅度運(yùn)動(dòng),但硅橡膠原子的運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),主鏈吸收能量而舒展,鍵角增大,分子動(dòng)能、勢(shì)能和總能量均隨之線性增大。因此,過(guò)低溫度下的硅橡膠彈性性能雖較差,可經(jīng)溫度回升而改善,材料質(zhì)地變軟;進(jìn)一步增大的溫度使硅橡膠彈性模量波動(dòng)增加,剛度增大。但極高溫度又會(huì)致使彈性模量下降,抵抗形變能力變?nèi)?力學(xué)性能降低。電熱協(xié)同作用時(shí),溫度與電場(chǎng)強(qiáng)度之間或削弱或增強(qiáng),致使硅橡膠微觀特征量波動(dòng)很大。期間,硅橡膠原子的運(yùn)動(dòng)程度減弱,但分子主鏈螺旋化卷曲收縮較明顯。當(dāng)溫度過(guò)低或過(guò)高時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度的加強(qiáng)作用使硅橡膠分子能量增大。溫度較低時(shí),逐漸增大的電場(chǎng)強(qiáng)度使硅橡膠彈性模量先增大后降低,材料剛度先增大后減弱;當(dāng)溫度進(jìn)一步增大時(shí),逐漸增強(qiáng)的電場(chǎng)作用被溫度削弱,致使其彈性模量逐漸降低,剛度下降,力學(xué)性能降低。特別是293K協(xié)同0.0025V/?的電場(chǎng)對(duì)硅橡膠分子能量破壞最嚴(yán)重,彈性模量最小,硅橡膠力學(xué)性能下降最嚴(yán)重。
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文少量的不飽和基團(tuán)如-CH=CH2，分子間作用力小，甲基朝外排列并可自由橡膠具有一定的憎水性。分子質(zhì)量為 Mr：(4.0~6.0)×105，分子量一般為 40～飽和乙烯基的引入極大地改善了它的硫化工藝及成品性能，特別是耐熱老壓縮變形性。甲基乙烯基硅氧烷單元的含量對(duì)硫化膠的耐熱性有很大影響作用不顯著，含量過(guò)大（摩爾分?jǐn)?shù)達(dá) 0.5%）會(huì)降低硫化膠的耐熱性。

甲基乙烯基硅氧烷單元的含量對(duì)硫化膠的耐熱性有很，含量過(guò)大（摩爾分?jǐn)?shù)達(dá) 0.5%）會(huì)降低硫化膠的耐熱性圖 2-1 甲基乙烯基硅橡膠結(jié)構(gòu)有機(jī)過(guò)氧化物交聯(lián)劑。采用過(guò)氧化物交聯(lián)，可交聯(lián)絕大變型小，無(wú)污染性，，耐熱性好，通過(guò)與交聯(lián)劑并用，可用的交聯(lián)劑主要包括二氯過(guò)氧化苯甲酰（DCBP），過(guò)氧化，雙叔丁基過(guò)氧基己烷等。本文選擇目前使用較多的交膠開展交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。BPO 外觀呈白色粉末式為 C14H10O4，結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。常用于聚合物引發(fā)劑工硫化劑等。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM216

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本文編號(hào)：2633352