ITER高壓線纜接合裝置在ITER主機中用于連接不同類型、不同結構的耐極低溫高壓測量線纜和信號線,并為之提供絕緣保護、結構支撐以及干擾信號的屏蔽。由于裝置工作在高真空、極低溫、強電磁、輻照條件下,因此對其材料和結構都提出了較高的要求�，F(xiàn)有的用于電力傳輸?shù)碾娎|接頭很難滿足聚變裝置對材料的要求,而目前國際上多數(shù)聚變堆中也尚未用到這一結構。本論文主要從ITER高壓線纜接合裝置的材料設計、結構設計、電性能與力學性能分析、結構優(yōu)化、裝配工藝研究和性能測試等方面出發(fā),開展了新型ITER關鍵部件的研究,主要研究內(nèi)容包括:根據(jù)聚變堆對高壓線纜接合裝置的材料要求,對其結構材料進行了選擇,并主要針對耐極低溫環(huán)氧樹脂及玻璃纖維增強復合材料開展了研究:首先,對雙酚A環(huán)氧樹脂體系的增韌方法進行了研究,提高了樹脂體系在低溫下的力學強度;第二,通過采用硅烷偶聯(lián)劑和等離子體處理的方法提高了玻璃纖維和環(huán)氧樹脂的界面粘接強度;第三:通過向環(huán)氧樹脂中添加納米氧化鋁顆粒的方法降低了其介電系數(shù),提高了信號傳輸?shù)目煽啃�。第�?針對玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料的線膨脹系數(shù)和放氣率進行了實驗研究,實驗結果表明性能指標達到預期要求。根... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＩＴＥＲ裝置結構示意圖??ＩＴＥＲ裝置中的超導磁體系統(tǒng)按照其位置和作用的不同，可分為校正場??

?第１章緒論???類似的電纜的接頭結構目前在高壓電力傳輸系統(tǒng)中被應用用于交聯(lián)聚乙烯??（ＸＬＰＥ）絕緣高壓電纜與傳輸電纜之間的連接【９】。為了保證高壓供電和傳輸?shù)目??靠性，人們設計了各種不同結構的電力電纜接頭裝置Ｗ１１］。圖１．５給出了一種典??型的１０ｋＶ電力電纜接頭的截面圖，高壓電纜接頭中包括各種連接壓塊、屏蔽罩、??應力錐、硅橡膠主絕緣等重要結構，兩根不同的電纜芯線通過接頭中的壓接管連??接起來，硅橡膠主絕緣層提供了壓接接頭位置的絕緣保護作用，應力錐用來壓緊??兩組電纜，同時通過圓弧狀結構解決接頭內(nèi)部連接位置的應力集中以及局部電場??分布不均勻的問題。??／／／／／／?／／?／??圖１．Ｓ?１０ｋＶ電力電纜接頭結構示意圖??１－高壓電纜外絕緣，２－薄膜繞包絕緣結構，３－鍍銀（錫）編織銅網(wǎng)，４－半導電材料層，５－壓??塊或應力錐，６－內(nèi)絕緣管，７－屏蔽罩，８－電纜壓接導體結構，９－電纜中心導體??在高壓電力輸電領域，電纜接頭絕緣安全研宄也是目前一個較為熱門的研究??課題。據(jù)統(tǒng)計，高壓電力運行故障中７０％左右來源于包括電纜接頭在內(nèi)的附件故??障［１２］。高壓電力電纜接頭在運行中發(fā)生故障的主要原因在于配件在制造、安裝過??程中可能產(chǎn)生的各種結構缺陷：如接頭內(nèi)部材料不同界面處的雜質(zhì)或氣隙，未按??規(guī)定的工藝流程進行裝配，在裝配過程中混入了雜質(zhì)氣體、雜質(zhì)顆粒，外絕緣破??損或者絕緣劣化，連接位置出現(xiàn)尖端、毛刺以及部件在裝配過程中錯位等；接頭??結構不同材料之間的界面缺陷，如壓應力不足形成的氣隙、運行過程中發(fā)生的絕??緣老化、進水、化學腐蝕等因素也會導致電纜接頭結構的絕緣劣化［１３］，甚至產(chǎn)生??局部放電或者沿

?第２章用于ＩＴＥＲ■高壓線纜接合裝置的材料研究???課題組長期從事磁約束核聚變絕緣材料制造及其工程應用的基礎研宄，研制??的絕緣材料已成功的應用在國內(nèi)外重要磁約束核聚變實驗裝置上。先后解決了??ＥＡＳＴ?（東方超環(huán)）、印度重建的ＳＳＴ－１裝置、德國建造的Ｗ７－Ｘ中的關鍵絕緣??問題以及在建的國際熱核實驗堆（ＩＴＥＲ）裝置上有關電流引線絕緣、超導磁體絕??緣、低溫管道絕緣等方面的重大問題。由于線纜接合裝置使用的材料對材料低溫??力學性能、電氣性能、材料氦氣密封性、抗輻照性能等方面與早期ＩＴＥＲ軸向氦??氣密絕緣子的要求相近，因此本項目在絕緣材料應用方面延續(xù)了?ＩＴＥＲ裝置低溫??氦氣密絕緣子在材料研宄工作，并針對線纜接合裝置在極低溫環(huán)境、信號傳輸和??介電方面的要求做了相應的優(yōu)化。圖２．１展示了早期課題組研發(fā)的ＩＴＥＲ高壓復??合材料絕緣子。??丨??？?ｉ?＜?二?｜｜??Ｉ??ｉｊ麵《？＊？�。撸�??■■?Ｎ－ｎｎｉｎ＾ｙ?????播??圖２．１用于ＩＴＥＲ裝置的低溫氦氣密絕緣子??１７??

【參考文獻】：
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本文編號：3415156