Влияние термоактивационного взаимодействия на электрофизические характеристики компонентов изоляции полипропиленовых конденсаторов промышленной частоты

• Автор: Журавлев, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 204 с. : ил

Содержание

Список основных сокращений и обозначений Введение

Г лава 1. Литературный обзор

1.1. Диэлектрики для высоковольтных силовых конденсаторов, работающих при переменном напряжении
1.1.1. Диэлектрическая полипропиленовая пленка для высоковольтных силовых конденсаторов переменного напряжения
1.1.2. Некоторые технологические факторы, определяющие особенности надмолекулярной структуры полипропиленовой пленки
1.1.3. Методы производства и морфологические особенности конденсаторной полипропиленовой пленки
1.2. Конденсаторные пропитывающие жидкости и их совместимость с полипропиленовой пленкой
1.3. Механизм разрушения диэлектрика полипропиленовых силовых конденсаторов промышленной частоты
1.3.1. Изменение кратковременной электрической прочности (Епр) пропитанной полипропиленовой пленки при воздействии электрического и теплового поля
1.3.2. Диэлектрические потери жидкого компонента полипропиленовой изоляции силовых конденсаторов
1.4. Транскристаллические структуры полипропилена
1.4.1. Морфология и методы получения транскристаллического слоя (ТКС) в полипропилене
1.4.2. Влияние ТКС на электрофизические свойства полипропиленовой пленки

1.5. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования
Глава 2. Методическая часть
Разработка комплексной методики изучения влияния термоактивационных процессов на электрофизические характеристики компонентов полипропиленового пропитанного диэлектрика
2.1. Обоснование выбора критериальных характеристик, чувствительных к развитию термоактивационных процессов в полипропиленовом пропитанном диэлектрике
2.1.1. Методика определения кратковременной электрической прочности конденсаторной 1111 пленки
2.1.2. Методика определения степени влияния полимерной пленки на диэлектрические потери пропитывающей жидкости
2.1.3. Анализ кинетики критериальных характеристик (Епр, tg5, Б, ЛWtg6)
2.2. Выбор дополнительного критериального параметра для оценки интенсивности термоактивационного взаимодействия компонентов пленочного пропитанного диэлектрика (1111Д)
2.2.1. Краткие сведения об использовании оптических характеристик для диагностики состояния пропитанной изоляции
2.2.2. Понятие о полимерных растворах
2.2.3. Методика определения относительного светопропускания изоляционных жидкостей
2.3. Изучение деформационных характеристик полимерной пленки
2.3.1. Обоснование целесообразности изучения деформационных свойств полимерной пленки

2.3.2. Методика определения относительной деформации (удлинения) тонких полимерных пленок при одноосном растяжении до разрыва
2.3.3. Метод построения полигона частот реализации исследуемой характеристики
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Объекты исследования
3.1.1. Полипропиленовая пленка
3.1.2. Конденсаторные электроизоляционные жидкости
3.2. Разработка метода оценки интенсивности термоактивационных процессов в ППД на основе кинетики коэффициента относительного светопропускания (Кос) пропитывающей электроизоляционной жидкости
3.2.1. Выбор светофильтра для определения Кос электроизоляционных жидкостей в процессе термостарения
3.2.2. Отработка температурного режима испытаний
3.2.3. Исследование Кос проб фенилксилилэтана (ФКЭ), изъятых из высоковольтных силовых конденсаторов промышленной частоты
3.3. Исследование влияния морфологических особенностей
поверхности 1111 пленки и присутствия стабилизаторов в пропитывающей жидкости на интенсивность их взаимодействия
3.3.1. Исследование Епр гладкой и шероховатой полипропиленовых пленок при термостарении в среде ФКЭ
3.3.2. Изучение влияния эпоксисодержащих добавок на
диэлектрические потери и коэффициент дестабилизации ФКЭ
3.3.3. Исследование коэффициента относительного светопропускания фенилксилилэтана

1.1.3. Методы производства и морфологические особенности конденсаторной полипропиленовой пленки
Гладкие конденсаторные ПП пленки изготавливают экструзией из расплава с последующей двухосной ориентацией двумя основными способами [32, 82, 114,115]:
1. «рамным», при котором выходящая из головки экструдера заготовка подвергается растяжению в продольном и поперечном направлении при помощи ширительной рамы;
2. «рукавным», при котором трубчатая заготовка, выходящая из кольцевидного отверстия головки экструдера, раздувается изнутри потоком горячего сжатого воздуха.
Механическое воздействие на полимерную заготовку при температуре, близкой к температуре стеклования, позволяет преобразовать структуру материала, повысив его электрические и механические характеристики. При этом сферолитная структура заменяется строго ориентированной фибриллярной, а межсферолитное (аморфное) пространство уплотняется. Процесс деформирования надмолекулярных структур (как это уже отмечалось в п. 1.1.2) может сопровождаться докристаллизацией полимера.
Способ изготовления диэлектрической пленки во многом определяет ее морфологические особенности и состояние объема и поверхности. В настоящее время при производстве полипропиленовой пленки предпочтителен первый способ, т.к. при использовании рукавной ориентации полимерный материал может иметь сбои по толщине и поверхностные макродефекты (задиры, царапины и т.д.) из-за проблем со стабилизацией режима технологического цикла [114 - 116]. Действительно [114], из-за низкой эффективности
воздушного охлаждения скорость формования пленки низка и медленное охлаждение экструдируемой пленки приводит к постепенной кристаллизации материала, которая сильно ухудшает прозрачность и ударопрочность