伽馬線輻射對聚合物電介質(zhì)電痕破壞現(xiàn)象影響的研究.pdf

1、聚合物電介質(zhì)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(dǎo)致短路、停電甚至著火、爆炸等事故的發(fā)生,后果嚴(yán)重。聚合物電介質(zhì)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(yán)重影響了聚合物電介質(zhì)材料的應(yīng)用。因此,研究高能輻射對聚合物電介質(zhì)絕緣特性的影響對于工程電介質(zhì)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(shè)備將在各種輻射場環(huán)境下運行,聚合物電介質(zhì)材料的

2、使用環(huán)境也趨于多樣化。很多聚合物電介質(zhì)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(zhì)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(zhì)的絕緣破壞具有較大的理論和現(xiàn)實意義。
　　 本文以廣泛應(yīng)用在變壓器、電動機、繼電器、電纜以及電容器等電力設(shè)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(zhì)為試樣,采用60Co伽馬射線放射源以10kGy/h輻射率對試樣進(jìn)行輻照處理,輻射量分別達(dá)到100kGy和1000kGy。基于針-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(fù)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(zhì)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(zhì)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(jié)合交聯(lián)與降解理論從材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度深入探討了高能輻射環(huán)境下聚合物電介質(zhì)絕緣特性的變化機理。
　　 2.在研究高能輻射對聚合物電介質(zhì)絕緣破壞特性影響的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步考察了輻射改性(將輻射類型不同的電介質(zhì)混合)對聚合物電介質(zhì)耐電痕特性的影響。實驗參

5、照IEC60112國際標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(zhì)絕緣破壞特性之間的關(guān)系。結(jié)果表明,輻射改性能夠改善高能輻射環(huán)境下電介質(zhì)的耐電痕特性,遞歸技術(shù)可以為分析聚合物電介質(zhì)的絕緣破壞特性提供很好的幫助。
　　 3.隨著電力電子

6、技術(shù)高速發(fā)展,越來越多的輸電線路和電力設(shè)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(shè)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(jīng)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(fù)合條件下的電痕破壞現(xiàn)象,進(jìn)一步探討了低氣壓和高能輻射復(fù)合環(huán)境對聚合物電介質(zhì)絕緣破壞特性影響的機理,為高海拔環(huán)境下電力設(shè)備絕緣破壞的研究打下了一定的基礎(chǔ)。
　　 4.電和磁是