伽馬線輻射對聚合物電介質電痕破壞現(xiàn)象影響的研究.pdf

1、聚合物電介質材料在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,一旦發(fā)生絕緣破壞,就極有可能會導致短路、停電甚至著火、爆炸等事故的發(fā)生,后果嚴重。聚合物電介質材料在宇宙及核聚變環(huán)境中受到大量放射線輻射后,其絕緣性能將發(fā)生很大變化,高能輻射嚴重影響了聚合物電介質材料的應用。因此,研究高能輻射對聚合物電介質絕緣特性的影響對于工程電介質的實際使用有著極為重要的意義。隨著宇宙航天事業(yè)和核工業(yè)的發(fā)展,越來越多的電氣電子設備將在各種輻射場環(huán)境下運行,聚合物電介質材料的

2、使用環(huán)境也趨于多樣化。很多聚合物電介質在受到高能輻射的同時,還會受到其它一些環(huán)境因素如真空、強磁場磁場等極端環(huán)境的影響。目前,多因素并存輻射環(huán)境下聚合物電介質絕緣性能方面的研究還比較少。所以研究多因素并存輻射環(huán)境下聚合物電介質的絕緣破壞具有較大的理論和現(xiàn)實意義。
　　 本文以廣泛應用在變壓器、電動機、繼電器、電纜以及電容器等電力設備中的聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、

3、環(huán)氧樹脂(EX)、聚碳酸酯(PC)等常用聚合物電介質為試樣,采用60Co伽馬射線放射源以10kGy/h輻射率對試樣進行輻照處理,輻射量分別達到100kGy和1000kGy?；卺?板電痕破壞和IEC60112耐電痕實驗法,著重考察了高能輻射及其與低氣壓、強磁場輻射復合環(huán)境下的電痕破壞現(xiàn)象。主要研究工作和取得的成果如下:
　　 1.針對太空和核聚變環(huán)境中聚合物電介質老化絕緣性能下降的現(xiàn)象,本文采用高壓脈沖下針-板沿面放電絕緣破壞的

4、方法,研究了高能輻射對PBN、PBT、PET、EX和PPO等常用工程電介質電痕破壞的影響。通過考察絕緣破壞時間和放電能量兩個重要參數(shù),得出了高能輻射對它們絕緣破壞特性的影響規(guī)律,并結合交聯(lián)與降解理論從材料化學結構的角度深入探討了高能輻射環(huán)境下聚合物電介質絕緣特性的變化機理。
　　 2.在研究高能輻射對聚合物電介質絕緣破壞特性影響的基礎上,本文進一步考察了輻射改性(將輻射類型不同的電介質混合)對聚合物電介質耐電痕特性的影響。實驗參

5、照IEC60112國際標準法,考察了摻加3％聚乙烯的聚碳酸酯(改性PC)高能輻射后侵蝕深度和重量減輕的變化規(guī)律。另外還從放電電流的特征入手,運用遞歸圖和遞歸定量分析的方法,對高能輻射條件下改性PC的耐電痕特性進行了評定,更加直觀的揭示了放電電流的變化與聚合物電介質絕緣破壞特性之間的關系。結果表明,輻射改性能夠改善高能輻射環(huán)境下電介質的耐電痕特性,遞歸技術可以為分析聚合物電介質的絕緣破壞特性提供很好的幫助。
　　 3.隨著電力電子

6、技術高速發(fā)展,越來越多的輸電線路和電力設備工作在高原地帶。高海拔環(huán)境具有低氣壓和強紫外輻射的特點,這些都對電力設備的絕緣造成了很大的影響。高海拔環(huán)境下很多低海拔的經驗公式、機理都不再適用,但是這個方面的研究現(xiàn)在還比較少?；谶@個背景本文研究了低氣壓和高能輻射復合條件下的電痕破壞現(xiàn)象,進一步探討了低氣壓和高能輻射復合環(huán)境對聚合物電介質絕緣破壞特性影響的機理,為高海拔環(huán)境下電力設備絕緣破壞的研究打下了一定的基礎。
　　 4.電和磁是