以四元件模型理解水树生长的电–机械理论

论文摘要

为揭示电–机械理论中麦克斯韦应力对水树生长的作用机制,研究了水树生长特性与麦克斯韦应力波形的关系,并运用表征高分子材料力学特性的四元件模型,提出了一种水树生长受麦克斯韦应力影响的可能机制。对交联聚乙烯(XLPE)样本施加3种波形电压,即半波整流电压、正弦交流电压和全波整流电压进行加速水树老化,得到不同波形电压下水树生长特性。实验结果表明:水树长度与电压波形密切相关,半波整流电压下水树最短,正弦交流电压、全波整流电压下水树平均长度分别是前者的1.46、1.86倍。根据实验结果,可得到水树生长特性与相应的麦克斯韦应力波形的关系。通过搭建XLPE材料的四元件模型,建立了3种电压下XLPE材料的形变随麦克斯韦应力变化的曲线,在1个交流电压周期内,半波整流电压下形变最小,全波整流电压下形变最大,正弦交流电压下形变介于前两者之间;形变越大,材料断裂一次所需周期数越小,水树生长速度越快,与水树生长特性一致。因此,结合四元件模型,麦克斯韦应力对水树生长的作用机制得以阐明。

论文目录

• 0引言
• 1 实验
•   1.1 样本与实验装置
•   1.2 实验条件设置
•   1.3 水树形态观测
• 2 分析与讨论
•   2.1 水树形态与长度统计
•   2.2 水树生长的力学模型
•     2.2.1 四元件模型与水树生长
•     2.2.2 正弦和全波电压下材料的形变分析
•     2.2.3 半波电压下材料的形变分析
•   2.3 直流电场对水树生长的影响
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周凯,李天华,黄科荣,黄明,陈讴

关键词: 交联聚乙烯,水树,电机械应力,四元件模型,离子迁移

来源: 高电压技术 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 四川大学电气信息学院

基金: 国家自然科学基金(51477106)~~

分类号: TM247

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20190130012

页码: 440-447

总页数: 8

文件大小: 1600K

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