热-力联合老化对硅橡胶交联网络及力学和耐电特性的影响.pdfVIP

2022 年 9 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 17 第 37 卷第 17 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2022 DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.211110 热-力联合老化对硅橡胶交联网络及力学 和耐电特性的影响 1,2 1 2 2 3 周远翔 张征辉 张云霄 朱小倩 黄 猛 (1. 新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室 乌鲁木齐 830047 2. 清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京 100084 3. 新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学） 北京 102206 ） 摘要 为了探究热-机械应力共同作用对电缆附件硅橡胶绝缘性能的影响，该文设计并开展 了硅橡胶的热-力联合老化试验，对比分析了老化前后硅橡胶的力学性能、电气性能和微观结构。 结果表明：随着老化程度的加剧，试样拉伸强度和断裂伸长率下降，硬度增加；老化后试样的击 穿强度整体上呈现先增加后降低的趋势，在老化时间一定的情况下，击穿强度随着拉伸应力的增 大而减小，相对介电常数逐渐增加。结合交联密度和红外光谱测试结果分析认为，在老化前期， 硅橡胶主链间发生氧化交联反应，自由体积和载流子迁移率减小，击穿强度增加；老化后期，交 联体系结构和分子链被破坏，自由体积和载流子迁移率增大，击穿强度下降。在机械应力耦合作 用下，卷曲的分子链沿着机械应力方向被拉伸，且处于拉伸状态的分子链在高温作用下更容易 发生断裂，造成材料绝缘性能的进一步劣化，为电缆附件硅橡胶老化状态评估提供了一定的理论 依据。 关键词：硅橡胶 热-力联合老化 力学性能 击穿特性 介电性能 中图分类号：TM215 The Effect of Combined Thermal-Mechanical Aging on the Cross-Linking Network and Mechanical and Electrical Properties of Silicone Rubber Zhou Yuanxiang 1,2 Zhang Zhenghui 1 Zhang Yunxiao2 Zhu Xiaoqiqan2 Huang Meng3 (1. The Wind Solar Storage Division of State Key Lab of Control and Simulation of Power System and Generation Equipment School of Electrical Engineering Xinjiang University Urumqi 830047 China 2. State Key Lab of Control and Simulation of Power System and Generation Equipment Department of Electrical Engineering Tsinghua University Beijing 100084 China 3. State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power University Beijing 102206 China ） Abstract This study