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引言

文中綜合世界各國科學(xué)研究闡述了高壓直流電纜用聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的發(fā)展趨勢現(xiàn)況和科學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)熱點，剖析了無機物納米技術(shù)改性、共混改性、有機化學(xué)改性和超純粹聚乙烯高壓直流電纜絕緣材料的電極化性能和作用機理，對高壓直流電纜用化學(xué)交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的科學(xué)研究作了匯總和未來展望。這種科研成果的匯總和簡述能夠為將來高壓直流電纜絕緣材料的科學(xué)研究和發(fā)展趨勢給予參照。

選題背景

現(xiàn)階段的高壓直流塑膠電纜以交聯(lián)聚乙烯(XLPE)做為電纜主絕緣層。XLPE維持了聚乙烯接地電阻高、耐工作電壓性能好、相對介電常數(shù)和介電損耗小的優(yōu)勢，而且具備較聚乙烯更優(yōu)質(zhì)的熱性能和機械設(shè)備性能，綜合性能獲得大大提高。

不過，伴隨著XLPE做為電纜絕緣材料的規(guī)模性應(yīng)用，XLPE電纜在生產(chǎn)制造、運作和收購 等層面的眾多難題和瓶頸問題也慢慢呈現(xiàn)。怎樣最大限度的提升XLPE電纜性能以保證電纜運作的安全系數(shù)和可靠性，自始至終是學(xué)術(shù)研究和工程項目行業(yè)最受關(guān)心和急需解決的至關(guān)重要的問題?，F(xiàn)階段，中國高壓直流電纜XLPE絕緣材料長期性徹底依靠進口，這比較嚴(yán)重地牽制了在我國高壓超高直流工程設(shè)計的迅速發(fā)展趨勢。

因而，進行高壓直流電纜絕緣層料改性方式科學(xué)研究，把握改性絕緣材料的性能特性和改性原理，對高壓直流電纜絕緣層改性、設(shè)計方案、運作、維護保養(yǎng)等層面都具備關(guān)鍵實際意義。

畢業(yè)論文所處理的難題及實際意義

現(xiàn)階段，高壓直流電纜絕緣材料開發(fā)設(shè)計和絕緣層總體設(shè)計遭遇的最具挑戰(zhàn)性的難題是絕緣材料導(dǎo)電率溫度特點難題和空間電荷堆積難題，這巨大地牽制了直流電纜輸配電技術(shù)性的發(fā)展趨勢，是限定直流輸配電額定電壓提升的首要條件。高壓直流電纜絕緣材料應(yīng)達(dá)到電阻受溫度危害小、空間電荷引入和堆積量少、體積電阻率高、熱導(dǎo)性好等特性。伴隨著運輸容積的進一步提高，高壓直流電纜運作工作狀況將更為嚴(yán)苛，怎樣改進直流賽場下絕緣材料的導(dǎo)電率溫度特點和空間電荷特點，已變成影響在我國電纜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵課題研究。

畢業(yè)論文的方式及創(chuàng)新點

▼納米技術(shù)夾雜改性聚乙烯絕緣材料

現(xiàn)階段的研究表明，納米技術(shù)復(fù)合型電解介質(zhì)在電樹技脆化、空間電荷、局放、穿透抗壓強度、介電損耗、直流氧化還原電位等諸多方面都具備出色的特性。與未夾雜納米顆?；驃A雜了μm顆粒物的電解質(zhì)溶液對比，納米技術(shù)電解質(zhì)溶液的穿透抗壓強度、耐局放、耐電暈放電、耐電樹技脆化、沿面短路故障、空間電荷等電極化性能獲得了不一樣水平的改進。

針對無機物納米顆粒夾雜改性的聚乙烯絕緣材料，其性能遭受眾多要素的危害，如納米技術(shù)復(fù)合型加工工藝、納米技術(shù)分散性、納米顆粒表層裝飾等。尤其是納米顆粒的分散性，立即關(guān)聯(lián)很多科學(xué)研究結(jié)果能不能真真正正運用到具體工程項目運用中。因而，制取分散性優(yōu)良的納米技術(shù)聚乙烯絕緣材料是事后試驗室科學(xué)研究和剖析的基本，也是將來工程項目運用的最基本規(guī)定。

▼共混改性聚乙烯絕緣材料

選用共混的方式對聚乙烯絕緣材料開展改性，不但能使聚乙烯原材料的機械設(shè)備性能和熱性能獲得提升，與此同時也在一定水平上提升了其抑止空間電荷的工作能力。現(xiàn)階段，對于共混改性可回收利用聚乙烯絕緣材料的產(chǎn)品研發(fā)依然處于探尋環(huán)節(jié)，共混聚乙烯絕緣材料在長期性運作和高溫標(biāo)準(zhǔn)下的脆化、高溫短路故障后絕緣材料加工硬化對機械設(shè)備和電力學(xué)性能的影響等層面還必須大量的科學(xué)研究。

▼有機化學(xué)改性(工作電壓增稠劑)聚乙烯絕緣材料

工作電壓增稠劑做為一種提升高壓直流電纜用聚乙烯絕緣材料性能的方式，近些年獲得了原先更高的關(guān)注度。從現(xiàn)階段的發(fā)展趨向看來，根據(jù)基礎(chǔ)理論化學(xué)計算與實際試驗融合的方式設(shè)計方案生成工作電壓增稠劑具備不錯的科學(xué)研究市場前景和可行性分析。現(xiàn)階段，工作電壓增稠劑在生產(chǎn)加工和解決等層面仍遭遇著許多難題，工作電壓增稠劑對絕緣材料中電子器件傳送體制的危害仍不確立，工作電壓增稠劑在聚乙烯基高壓直流電纜絕緣材料中的具體運用仍必須有規(guī)模性的試驗認(rèn)證。

▼超純粹聚乙烯絕緣材料

根據(jù)納米技術(shù)夾雜、絕緣材料共混和加上工作電壓增稠劑抑止空間電荷、提升聚乙烯絕緣材料性能，全是在潔凈聚乙烯原料的基本上開展的。產(chǎn)品研發(fā)合乎高壓直流電纜絕縁材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的超純粹聚乙烯原料是高壓直流電纜絕緣材料科學(xué)研究的主要難題?，F(xiàn)階段，中國生產(chǎn)制造超純粹聚乙烯絕緣材料的技術(shù)尚不成熟，巨大地限定了在我國直流電纜領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

總結(jié)

交聯(lián)聚乙烯因為具備出色的機械設(shè)備性能、耐高溫性能和電極化性能。高壓直流電纜聚乙烯絕緣材料遭遇的最不樂觀的難題便是溫度場下直流導(dǎo)電率和空間電荷的管控難題。

無機物納米顆粒夾雜可以合理抑止聚乙烯絕緣材料中空間電荷的堆積，并在一定水平上提升聚乙烯絕緣材料的直流導(dǎo)電率溫度特點、直流穿透抗壓強度等電極化性能。

共混改性絕緣材料可以改進因交聯(lián)全過程中引進殘渣而產(chǎn)生的空間電荷難題，與此同時在一定水平上提升絕緣材料的電極化性能和機械設(shè)備性能，具備非常好的發(fā)展前途。

應(yīng)用工作電壓增稠劑對聚乙烯絕緣材料開展有機化學(xué)改性可以明顯改進聚乙烯絕緣材料的耐電性能，伴隨著量子化學(xué)理論測算的盛行，運用基礎(chǔ)理論測算融合實際實驗方案設(shè)計生成性能出色的工作電壓增稠劑具備非常高的可行性。

超純粹聚乙烯原料是高壓直流電纜用聚乙烯絕緣材料產(chǎn)品研發(fā)工作中的基本。

引用本文

杜伯學(xué), 韓晨磊, 李進, 李忠磊. 高壓直流電纜聚乙烯絕緣材料研究現(xiàn)狀[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2019, 34(1): 179-191.