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不同温度热老化对XLPE电缆绝缘材料晶体结构的影响研究

李欢  李建英  马永翔  闫群民  
【摘要】:交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆由于优良的电气和理化性能而被广泛应用于电力传输系统。为了研究不同温度热老化对XLPE电缆绝缘晶体结构的影响,该文对商用110 k V XLPE电缆绝缘在100和160℃进行加速热老化实验,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、差示量热扫描(differential scanning calorimetry,DSC)分析和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察等实验手段对不同热老化试样的晶体结构进行表征,并采用DSC法对不同热老化试样中的残余抗氧化剂含量进行表征。实验结果表明,根据抗氧化剂是否消耗完毕,XLPE试样的热老化过程可以分为物理老化阶段和化学老化阶段。物理老化阶段中,重结晶过程使得不完善的晶体趋于完善,结晶度升高;化学老化阶段中,氧化反应引发XLPE分子链断裂,结晶度下降。100℃热老化条件下,相比无定形区,结晶区具有更致密的结构,不利于O2的侵入,因此热老化主要破坏XLPE试样的无定形区。160℃热老化条件下,XLPE试样中的晶体处于熔融状态,热老化对已熔融的结晶区造成严重破坏,使得重结晶后的球晶数目减少、组成球晶的片晶数目减少、片晶间距增大、球晶结构的完整性被破坏。

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