一種適于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法
【專利摘要】本發(fā)明專利涉及一種適于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法，它通過，利用液氮模擬低溫環(huán)境，對納米硅橡膠的電樹枝特性進行研究。由于低溫下納米硅橡膠將發(fā)生相態(tài)的變化，在此過程中電樹枝的分形維數，擴展系數以及累積損傷將發(fā)生改變。當處于較低溫度環(huán)境時，上述參數能夠有效的分析電樹枝對硅橡膠破壞程度。
【專利說明】一種適于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種適于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法。
【背景技術】
[0002]交聯聚乙烯電力電纜是上世紀60年代以后發(fā)展最快的電力電纜品種，在我國高壓及超高壓電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，已取代其它類型的電纜成為電纜發(fā)展的主流。硅橡膠憑借其良好的熱、機械和絕緣性能，廣泛應用于高壓電力電纜附件的應力錐和絕緣主體。電纜附件結構復雜，因此不可避免的存在電應力集中現象，且預制式附件在生產、安裝過程中會產生或引入缺陷，使得硅橡膠絕緣長期處于較嚴峻的運行環(huán)境。這些因素都會加速硅橡膠絕緣的老化，引發(fā)電樹枝，最終導致絕緣故障。
[0003]目前關于硅橡膠中電樹枝老化的研究都是基于室溫和高溫工作環(huán)境，在此環(huán)境中硅橡膠處于高彈態(tài)。此時，硅橡膠的彈性模量隨著溫度的升高有減小的趨勢，而分子鏈的結構松弛有增大的趨勢。當硅橡膠處于低溫工作環(huán)境時，彈性模量隨著溫度的降低有增大的趨勢，而硅橡膠中的結晶度有增大的趨勢。在低溫環(huán)境中，硅橡膠的電樹枝將呈現不同的特點。本發(fā)明將根據低溫下硅橡膠中電樹枝的特點，從分形維數，擴展系數和累積損傷等方面對其進行分析。結果表明分形維數在分析相同形狀的電樹枝復雜程度方面效果顯著；擴展系數在分析電樹枝生長長度和生長寬度方面優(yōu)勢明顯:累積損傷在分析電樹枝對硅橡膠的總體破壞程度方面具有突出優(yōu)勢。
[0004]目的
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種適合于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法。
[0006]技術方案
[0007]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:利用液氮模擬低溫環(huán)境，對納米硅橡膠的電樹枝特性進行研究。由于低溫下納米硅橡膠將發(fā)生相態(tài)的變化，在此過程中電樹枝的分形維數，擴展系數以及累積損傷將發(fā)生改變。當處于較低溫度環(huán)境時，上述參數能夠有效的分析電樹枝對娃橡膠破壞程度。
[0008]有益效果
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:
[0010](I)提供了一種適合于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法；
[0011](2)可以有效地分析低溫環(huán)境中電樹枝對硅橡膠的破壞程度；
[0012](3)方法簡便，可靠性高；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實施實例中納米含量與分形維數之間關系的柱狀圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實施實例中生長時間與擴展系數之間關系的曲線圖；[0015]圖3是本發(fā)明實施實例中生長時間與累積損傷之間關系的曲線圖；
[0016]最佳實施方式
[0017]實施案例:圖1納米含量與分形維數之間關系的柱狀圖。對于相同形狀的電樹枝而言，可以看到隨著納米含量的增加，分形維數有增大的趨勢，這說明電樹枝的復雜程度隨著納米含量的增加有增大的趨勢。且溫度越低，分形維數越小，這與低溫下硅橡膠的結晶狀態(tài)有關。比較兩種類型的電樹枝可以發(fā)現，叢林狀電樹枝具有更大的分形維數，這可能是因為叢林狀電樹枝有更多的電樹枝通道，彼此相互交錯增加了電樹的復雜程度。
[0018]生長時間與擴展系數之間的關系如圖2所示:溫度越低，擴展系數越小。這主要是因為隨著低溫環(huán)境的發(fā)展，結晶度將有所增加。在球晶周圍的微孔和殘余應力是導致電樹枝沿著所施加的電場方向生長的重要因素。研究此參數可以進一步提高對電樹枝橫向生長速度和豎直生長速度的認識。
[0019]生長時間與累積損傷之間的關系如圖3所示:隨著時間的增加，累積損傷將持續(xù)增長。這主要是因為在起始階段，電樹枝的生長主要以徑向為主；進入滯長階段后，生長長度雖然停止發(fā)展，但電樹枝的數量在增加，所以累積損傷將持續(xù)增大。隨著納米含量的增力口，累積損傷有減小的趨勢，這是由于納米顆粒對電樹枝的生長具有一定的抑制作用。比較不同的溫度環(huán)境可以發(fā)現，在較低的溫度條件下，累積損傷比較小，這與硅橡膠在低溫下的結晶狀態(tài)有關。
[0020]綜上所述，可以發(fā)現分形維數，擴展系數和累積損傷三種參數對研究硅橡膠中的電樹枝老化現象具有顯著優(yōu)勢。
【權利要求】
1. 本發(fā)明專利涉及一種適于低溫環(huán)境用的電纜附件硅橡膠材料的電樹枝測試方法，它包括: 利用液氮模擬低溫環(huán)境，對納米硅橡膠的電樹枝特性進行研究。由于低溫下納米硅橡膠將發(fā)生相態(tài)的變化，在此過程中電樹枝的分形維數，擴展系數以及累積損傷將發(fā)生改變。當處于較低溫度環(huán)境時，上述參數能夠有效的分析電樹枝對硅橡膠破壞程度。
【文檔編號】G01R31/12GK103454566SQ201310406592
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權日:2013年9月6日
【發(fā)明者】杜伯學, 蘇金剛, 韓濤 申請人:天津學子電力設備科技有限公司