高压电缆阻水缓冲层的白斑现象及析氢腐蚀机理

作     者：陈熠东 周凯 雷清泉 任显诚 孔佳民 李原 赵琦 李泽瑞 Shakeel Akram CHEN Yidong;ZHOU Kai;LEI Qingquan;REN Xiancheng;KONG Jiamin;LI Yuan;ZHAO Qi;LI Zerui;Shakeel Akram

作者机构：四川大学电气工程学院四川省成都市610065 四川大学高分子科学与工程学院四川省成都市610065 

基　　金：四川省青年科技创新团队(2020JDTD0013) 四川大学科研创新工科特色团队(2020SCUNG104) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2023年第43卷第12期

页      码：4830-4839页

摘      要：近年来,高压电缆中的电化学腐蚀诱发了多起本体击穿故障,造成了重大的经济损失。这种故障的特点是击穿的电缆中的缓冲层上有明显的白斑,然而,产生这种故障的机理尚未明确。针对这一问题,该文研究不同样本中白斑的成分,并用电化学手段定量分析白斑产生的过程,并研究白斑产生的电化学机理。首先,通过红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线能谱(energy dispersive spectrometer, EDS)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析事故现场白斑的化学成分和形貌。随后,在实验室培养了白斑,分析其化学成分,并把结果与事故现场的分析结果进行对比。通过对比FTIR和EDS结果可以发现,故障电缆和实验室培养的白斑的主要成分都是氢氧化铝,根据相应的电化学反应方程,可认为这是一种在交流电场下的析氢腐蚀现象。通过对腐蚀副产物氢气的浓度检测,水分、电流密度和是否含有阻水粉等会影响腐蚀速率。根据电化学分析,聚丙烯酸钠在腐蚀初期吸收水分,加速了腐蚀;而在腐蚀过程中,其与铝离子络合形成不吸水的络合物,反而抑制了腐蚀,但增加了缓冲层的电阻率,这可能会导致局部过热。最后提出了白斑产生的电化学机理,该研究可为高压电缆的腐蚀检测和新的缓冲层设计提供理论依据。

主 题 词：高压电缆 缓冲层 腐蚀 析氢 阻水 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.213165

馆 藏 号：203114102...