發(fā)布時間：2020-04-19 13:33

【摘要】：隨著運行電壓等級的不斷提高,復(fù)合絕緣子表面將承受更高的場強,由此引發(fā)的局部放電過程中可能產(chǎn)生較高的溫度。復(fù)合絕緣子在強電場和高溫作用下的老化問題將更為突出。然現(xiàn)有研究主要通過高壓實驗對復(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)材料在電場和溫度作用下的結(jié)構(gòu)演化過程。鑒于此,本文以復(fù)合絕緣子用高溫硫化硅橡膠為研究對象,基于分子模擬法,分析該材料在不同溫度和電場強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)化評估及基材優(yōu)化等方面提供參考。研究表明,電場強度對分子鏈的鍵長和勢能影響最顯著。電場逐漸增強時,硅橡膠原子劇烈運動,分子主鏈鍵伸長,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),因此分子勢能降低�？偰芰恐饕軇菽苡绊�,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。但極高場強卻使其彈性常數(shù)大幅度下降,剛度降低,硅橡膠承受機械負(fù)荷能力變差。溫度對原子運動和分子動能以及鍵角變化影響最突出。溫度升高時,分子主鏈雖無大幅度運動,但硅橡膠原子的運動加強,主鏈吸收能量而舒展,鍵角增大,分子動能、勢能和總能量均隨之線性增大。因此,過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增加,剛度增大。但極高溫度又會致使彈性模量下降,抵抗形變能力變?nèi)?力學(xué)性能降低。電熱協(xié)同作用時,溫度與電場強度之間或削弱或增強,致使硅橡膠微觀特征量波動很大。期間,硅橡膠原子的運動程度減弱,但分子主鏈螺旋化卷曲收縮較明顯。當(dāng)溫度過低或過高時,電場強度的加強作用使硅橡膠分子能量增大。溫度較低時,逐漸增大的電場強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,逐漸增強的電場作用被溫度削弱,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/?的電場對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硫化膠的耐熱性有很大影響作用不顯著，含量過大（摩爾分?jǐn)?shù)達(dá) 0.5%）會降低硫化膠的耐熱性。

甲基乙烯基硅氧烷單元的含量對硫化膠的耐熱性有很，含量過大（摩爾分?jǐn)?shù)達(dá) 0.5%）會降低硫化膠的耐熱性圖 2-1 甲基乙烯基硅橡膠結(jié)構(gòu)有機過氧化物交聯(lián)劑。采用過氧化物交聯(lián)，可交聯(lián)絕大變型小，無污染性，，耐熱性好，通過與交聯(lián)劑并用，可用的交聯(lián)劑主要包括二氯過氧化苯甲酰（DCBP），過氧化，雙叔丁基過氧基己烷等。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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM216

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本文編號：2633352