摘 要 為了探究直流電場與溫度場對環(huán)氧絕緣材料表面電氣強度的影響，本文使用了直流試驗裝置來測量長期直流電場、溫度場下環(huán)氧絕緣材料的表面電氣強度與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，通過電容探頭來檢測表面電荷數(shù)據(jù)。結(jié)果表明二者大體呈現(xiàn)二次函數(shù)關系，由于存在表面電荷導致環(huán)氧絕緣材料的表面物理迅速老化。該結(jié)論具備學術(shù)意義，并且可以應用到相應領域中。
關鍵詞 直流電場;溫度場;環(huán)氧絕緣材料;表面電氣強度;表面電荷
引言
環(huán)氧絕緣材料在實際應用過程中受到多種因素影響，比如電場、溫度場等外部環(huán)境條件，在這些影響因素的共同作用下，環(huán)氧絕緣材料容易老化并發(fā)生性狀變化，最為典型的就是電氣性能改變。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)在直流條件下推動老化和性能變化的主要因素是電荷分布有關，因此我們重點研究了直流電場、溫度場綜合作用下環(huán)氧絕緣材料性能的變化。當前國內(nèi)外已有的研究成果多是圍繞絕緣材料老化對性能的影響，比如在濕熱老化研究過程中發(fā)現(xiàn)濕熱老化大多是由于界面熱應力破壞引起的，在空間電荷老化研究過程中發(fā)現(xiàn)空間電荷導致了油紙絕緣體系和低密度聚乙烯擊穿和沿面閃絡特性的下降，在對脈動直流電壓下絕緣材料的電老化過程研究過程中發(fā)現(xiàn)，負電荷主導低程度老化，正電荷主導高程度老化，在研究表面電荷和閃絡特性過程中，研究人員提出了外形結(jié)構(gòu)原則，認為涂層處理可以促使表面電荷消散，提高設備的可靠性[1]。
1 具體實踐過程與相應的試驗分析
1.1 原材料分析
為更好地進行試驗，探究直流電場與溫度場對環(huán)氧絕緣材料表面電氣強度的影響，我們選取了環(huán)氧澆注絕緣子來作為絕緣材料進行試驗。整個試驗過程在溫度場與直流試驗裝置二者的共同作用下進行，主要進行帶電試驗結(jié)果分析，保證試樣表層進行電氣強度測試。除此之外試驗中原材料還包括有脂環(huán)族液態(tài)酸酐固化劑甲基四氫苯酐與電工填料氧化鋁。
1.2 試樣制備分析
想要實現(xiàn)澆注材料試樣的有效性，就應該充分了解制備。主要內(nèi)容如下：①溫度：135℃;②質(zhì)量配比：為1∶3.3 ;③試樣混合均勻后進行，脫氣處理的時間為2小時;④二次試驗的質(zhì)量配比設定為2.2∶1，最后進行裝模處理，注意溫度保持125℃，嚴格控制固化條件，取得最終試樣。
1.3 測試方法分析
試驗過程需要按照實際情況進行分組處理，使用直流長期帶電試驗電極加載方式進行安裝。具體條件如下：①圓電極直徑：3mm;②傾斜角度：45°;③電極間距：40mm;④電源：小型高壓直流穩(wěn)壓電源;⑤試驗環(huán)境：0.4MPa SF 6。 試驗過程中應提前將電木裝置進行安放，多數(shù)情況是安放在樣品架上，上述準備工作全部完成后，才可以開展下一步的試驗工作[2]。
（1）表面電氣強度測試。
試驗過程首先應保證是在直流條件下進行試驗，其次需要分別進行室溫試驗與高溫試驗，溫度分別為（23±2）℃與（90±2）℃，最后進行試驗結(jié)果的對比與分析。試驗過程中，應根據(jù)不同的實際情況進行不同加熱時間的測量，合理控制加溫條件與加壓條件，充分利用計算機與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進行不同時間點的分別取樣工作，實現(xiàn)直流表面電氣強度測試。具體條件要求如下：①最大電壓幅值： 400kV ;②選用直流發(fā)生器;③控制整個實驗的測試溫度為23℃，允許誤差±2℃;④整體試驗測試環(huán)境控制在0.4MPa SF 6。記錄試驗過程中的表面閃絡電壓，將數(shù)值作為電氣強度的參考依據(jù)。另外整個試驗過程應在計算機網(wǎng)絡中進行詳細的時間記錄作圖，試驗過程中與試驗結(jié)束后，及時繪制相應分析曲線，用相應的數(shù)值來盡量確保整個試驗結(jié)果的準確性與可靠性。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測試。
實驗結(jié)束后，取所有數(shù)值、數(shù)據(jù)的平均值作為試驗結(jié)果。
試驗中的表面電荷測試。
①測試方法：電容探頭法;②主要測試儀器：移動探頭;③取樣位置：測量試樣表面電位;④試驗目的：獲取試樣表面電荷密度。試驗過程中與試驗結(jié)束后及時繪制相應的電荷密度—時間曲線，分析試驗結(jié)果。
1.4 實踐過程中的試驗結(jié)果分析
�。�1）根據(jù)溫度-條件曲線，可得：①在直流電場下二者呈現(xiàn)二次函數(shù)關系。②在非直流電場條件下二者呈線性關系。
�。�2）溫度條件影響環(huán)氧絕緣材料表面電氣強度的降低速度[3]。
2 結(jié)束語
綜合全文所述，環(huán)氧絕緣材料表面電氣強度會受到直流電場與溫度場的影響，嚴重影響到設備的安全性、可靠性與其經(jīng)濟效益，想要避免這種影響的發(fā)生，需要在使用環(huán)氧絕緣材料過程中，充分重視直流電場與溫度場，合理運用各種試驗結(jié)果與研究結(jié)論，并且應該及時按照實際情況進行試驗活動，借此來獲取相應的試驗分析結(jié)果，結(jié)合以往的工作經(jīng)驗與教訓，盡量降低不良影響，延長設備壽命，提高設備生產(chǎn)效率與經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1] 邢照亮. GIS絕緣子表面電荷分布對沿面閃絡的影響[D]. 北京：華北電力大學，2013.
[2] 郝留成，楊保利，田浩，等. 特高壓盆式絕緣子工藝技術(shù)研究[J]. 絕緣材料，2014，47（5）：46-49.
[3] 楊保利，田浩.直流電壓下環(huán)氧絕緣材料電氣性能對表面電荷消散過程的影響[J].絕緣材料，2015，（08）：35-39.
