摘要：高压电缆中间接头的电气性能与其硅橡胶-交联聚乙烯界面压力的大小密切相关。为探究实际电缆接头界面压力的演变规律,开展了考虑老化过程中硅橡胶应力松弛现象的220 kV电缆中间接头界面压力仿真研究。首先综合电缆接头处物理场特点建立有限元模型,确定了电缆中间接头硅橡胶-交联聚乙烯界面的初始压力分布情况;其次通过力学理论计算的解析解以及预置压力传感器的实测结果对有限元分析结果进行验证;之后结合硅橡胶的热机械老化实验结果,提出一种将老化过程中硅橡胶应力松弛转化为过盈量变化的方法,得到了考虑老化过程中应力松弛与弹性模量变化的多参量有限元分析方法,并成功应用于电缆中间接头绝缘硅橡胶-交联聚乙烯界面压力的分析。分析认为,硅橡胶的老化同时导致应力松弛和弹性模量增大。综合考虑弹性模量和应力松弛的仿真结果表明:对中间接头硅橡胶在100℃、125℃、150℃下分别经过2040 h、1680 h、1200 h热机械老化后,界面压力从0.156 MPa分别下降到0.129 MPa、0.125 MPa、0.107 MPa。这说明应力松弛对于界面压力的影响更显著,界面压力随着老化时间的增加而下降,同时温度升高会显著加快中间接头界面压力的衰减过程。该文研究结果可为提升电缆中间接头设计与运行可靠性提供理论依据。

摘要：电介质的性能劣化往往率先体现为其高温低频介电特性的变化,因此完善对电介质高温低频介电响应特性的认识,对进一步理解其劣化机制、优化状态评估技术具有重要意义。然而具有长松弛时间的介电松弛过程往往和直流电导耦合在一起,高温低频段的介电松弛过程被直流电导分量掩盖,无法对其进一步研究。甚至在一些介电谱图中,直流电导过程由于能够表现出与松弛过程相似的频率和温度依赖特性而被误作介电松弛处理,更加增加了认识电介质中低频松弛响应的难度。因此提出一种衍生对导数法,仅将松弛过程以松弛峰的形式呈现出来而不包含直流电导分量。选取电力设备中常见的3种典型工程电介质:环氧树脂、油纸绝缘和氧化锌压敏陶瓷为例,应用衍生对导数法,分别从直流电导掩盖中有效地分离出新的低频介电松弛过程;基于其响应特性讨论了在不同电介质中高温低频介电松弛可能的物理机制;为进一步理解工程电介质劣化微观机制及完善其状态评估技术提供基础。