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空间电荷是描述介质微观缺陷(介质局域态密度或陷阱密度)的重要表征参数,空间电荷在有机材料中聚集会导致材料的老化和击穿性能下降.文章以交联聚乙烯为研究对象,用电声脉冲法( PEA)测量了在不同电场强度和短路条件下交联聚乙烯试样中空间电荷的分布,分析了交联温度和交联时间对空间电荷的影响,并用红外光谱( IR)分析了空间电荷对交联聚乙烯局部化学结构的影响.通过研究,认为从空间电荷角度来看,温度为 170℃、交联时间为 20分钟或以上时交联效果最佳,此时,试样中因添加剂等小分子所导致的杂质粒子减少到最小程度,减少了电荷陷阱,因此在直流电场下空间电荷积聚也最少.

关键词: 交联聚乙烯 , 交联工艺 , 空间电荷 , 电声脉冲法( PEA)

局部放电在线监测系统之隔离保护单元的研究

张要强 , 郑晓泉 , 刘晓东 , 朱瑞华

绝缘材料 doi:10.3969/j.issn.1009-9239.2006.04.016

随着局部放电在线监测系统在电力设备中大量使用,如何解决大型电力设备一次侧过电压、大电流信号对在线监测系统的干扰及破坏难题成为亟待解决的问题.通过对不同尺寸、不同匝数比和不同匹配阻抗下的锰锌铁氧体线圈的频带性能、方波响应性能测试实验,结果表明:适当匝数比和匹配阻抗的锰锌铁氧体线圈可以有效地抑制系统过电压和大电流信号对在线监测系统干扰和破坏.

关键词: 局部放电 , 在线监测 , 隔离保护 , 锰锌铁氧体 , 方波响应性能

聚合物介质材料的非线性电导改性工艺与机理分析

白婧婧 , 乌江 , 沈宾 , 郑晓泉

绝缘材料 doi:10.3969/j.issn.1009-9239.2009.06.019

对有机介质材料进行非线性电导改性,有利于在较低静电场下以非脉冲放电方式释放掉介质内部极可能导致脉冲放电的危险静电荷,有可能成为空间介质内带电防护的主流方法.采用一种微米级无机粉料对聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)和环氧树脂(ER)3种航天器常用聚合物介质材料进行非线性电导率改性.并对改性工艺和机理进行了研究和分析.结果表明,添加剂含量对PI和PTFE的影响主要是非线性电场强度阈值,而对ER主要影响非线性电导特性曲线的陡度.

关键词: 基体树脂 , 添加剂 , 改性工艺 , 机理

交联聚乙烯中的滞长型丛林状电树枝特性研究

郑晓泉 ,

绝缘材料 doi:10.3969/j.issn.1009-9239.2003.03.009

为了弄清楚电树枝生长机理以利于研究耐电树高聚物材料,采用实时显微数字摄像监测技术监测交联聚乙烯中电树枝引发与生长过程.结果发现,在低频下电树枝长成丛枝状后不再生长.原因是绝缘体中被注入分布均匀的空间电荷,构成电场屏蔽,使电树枝尖端处的电场强度降至介质的击穿场强以下,使树枝停止生长.而局部放电、树枝尖端微击穿和电极向介质中注入电荷这三种作用同时加速电树枝的迅速生长.

关键词: XLPE , 电树枝 , 局部放电 , 机理

非线性添加剂对聚酰亚胺介电性能的影响

白婧婧 , 乌江 , 王金锋 , 郑晓泉 , 李盛涛

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.01.014

采用非线性添加剂对聚酰亚胺进行电导率改性,研究了改性前后介质的电导特性及其他介电性能,以及添加剂含量对聚酰亚胺复合介质材料电导特性的影响.结果表明,改性后的复合试样的体电导率随添加剂质量分数的变化而变化,当质量分数小于5%时,电导率略有下降,大于5%时显著上升.改性后的复合介质材料的非线性电导率特性变化显著.

关键词: 聚酰亚胺 , 改性 , 非线性电导 , 介电性能

含水树XLPE电缆绝缘的超低频损耗特性研究

郑晓泉 , 王国红

绝缘材料 doi:10.3969/j.issn.1009-9239.2000.04.008

本文在较宽广的频率范围对XLPE电缆的损耗特性进行了实验研究.通过频谱分析发现,超低频介质损耗因数与电缆绝缘的水树劣化状态相关性较好.进而指出,对电缆实施超低频介质损耗因数检测对于XLPE电缆无损检测技术以及XLPE电缆本身的发展均有重要意义.

关键词: 交联聚乙烯电缆 , 损耗因数 , 频谱分析 , 检测

超级电容器碳电极材料的制作工艺研究

雷伟群 , 郑晓泉 , 贺博 , 金阳 , 张丽娟 , 徐祥波

绝缘材料

运用物理化学联合活化法，在不同活化时间对碳材料进行处理制备活性炭，优化了超级电容器碳电极材料的制作工艺。分析比较了所制电极材料的表面形态，并测定了比表面积、孔容和孔径等活性炭的结构参数。结果表明：活化时间为1.5 h可以制得满足要求的活性炭材料。

关键词: 超级电容器 , 碳电极材料 , 活化处理 , 比表面积 , 孔径分布

航天器用聚合物介质抗内带电改性技术

郑晓泉 , 李盛涛 , 乌江 , 秦晓刚 , 王立

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.05.011

采用对航天器聚合物介质进行非线性电导改性的方法消除或削弱材料的内带电现象,以期达到消除介质脉冲放电对航天器可靠性的威胁的目标.实验研究发现,采用具有非线性电导率特性的粉粒(添加剂)对航天器用PTFE和EP进行改性,该两种复合介质材料均可产生显著的非线性电导特性.而且,该种添加剂可以显著降低PTFE的非线性电导阈值,改变EP的非线性电导特性的陡度,而不会对两种材料的直流电气强度产生显著影响.

关键词: 航天器介质 , 非线性 , 电导 , 改性

水树枝影响交联聚乙烯电缆绝缘可靠性的试验研究

沈庆河 , 郑晓泉 , 刘嵘 , 王金锋 , 刘辉

绝缘材料

水树枝生长速度较慢，主要影响聚烯烃绝缘电力电缆的寿命；电树枝生长速度较快，主要影响电缆的可靠性。在高频恒定电压（15kV、20kV）下研究交联聚乙烯电缆中水树枝的生长规律，发现聚烯烃绝缘中的水树枝或电树枝存在相互转化的可能性。试验结果表明：干燥的水树枝引发电树枝的几率最高，湿润水树枝引发电树枝的几率最低，水树枝会影响电缆绝缘的可靠性。

关键词: XLPE , 水树枝 , 电树枝 , 转化 , 机理 , 可靠性