1 實(shí)踐過(guò)程中的試驗(yàn)分析

1.1 試驗(yàn)所需的原材料

為了實(shí)現(xiàn)直流電場(chǎng)與溫度場(chǎng)對(duì)環(huán)氧絕緣材料表面電氣強(qiáng)度的影響分析，需要進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)試驗(yàn)中的絕緣材料為環(huán)氧澆注絕緣子，且選用了性能可靠的多官能度環(huán)氧樹(shù)脂。在溫度場(chǎng)與直流試驗(yàn)裝置的共同作用下分析帶電試驗(yàn)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)試樣表面電氣強(qiáng)度測(cè)試。試驗(yàn)中選用的原材料也包括脂環(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 試用中的試樣制備

為了獲得有效的澆注材料試樣，需要了解其制備過(guò)程。具體表現(xiàn)在： 將試樣制備的溫度條件設(shè)置為135℃，在質(zhì)量配比配比為 1：3.3 的條件 下將 α-AI2O3與環(huán)氧樹(shù)脂混合均勻，并通過(guò) 2h 的脫氣處理，進(jìn)而在質(zhì)量配比為 2.2：1 的條件下將脂環(huán)族液態(tài)酸酐固化劑甲基四氫苯酐與混合物共同加入到預(yù)先設(shè)置好的酸酐固化劑中，混合時(shí)間保持在16min 左右， 然后將得到的混合物置于預(yù)熱好的模具中，此時(shí)的溫度應(yīng)控制在 125℃， 且固化條件為 100℃/8h+140℃/12h+150℃/5h，最終得到試驗(yàn)中所需的試樣。

1.3 試驗(yàn)中的測(cè)試方法

操作過(guò)程中應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行分組處理，根據(jù)實(shí)際情況分為多組，選取 有效的直流長(zhǎng)期帶電試驗(yàn)電極加載方式，實(shí)現(xiàn)電極安裝。選用的圓電極直徑為 3mm，安裝電極中的傾斜搭接角度為 45°，且應(yīng)加強(qiáng)電極間距控制，設(shè)置為 40mm。試驗(yàn)中應(yīng)將材質(zhì)為電木的試驗(yàn)裝置放置在樣品架上。 當(dāng)這些準(zhǔn)備工作完成后可進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)，試驗(yàn)中應(yīng)選擇小型高壓直流穩(wěn)壓電源，且試驗(yàn)環(huán)境設(shè)置為 0.4MPa SF6。試驗(yàn)中的電極加載方式示意圖如圖 1 所示。

（1）表面電氣強(qiáng)度測(cè)試。在開(kāi)展試驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)在直流條件下對(duì) 選取好的試樣進(jìn)行試驗(yàn)分析，且需要在室溫與高溫條件下分別進(jìn)行。二 者的溫度應(yīng)為（23±2）℃與（90±2）℃，且空白試驗(yàn)為未加直流電場(chǎng)的高溫 （90±2）℃試驗(yàn)，從而為試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。試驗(yàn)中需要結(jié)合實(shí)際情 況，在不同的加熱時(shí)間下分別測(cè)量，并控制好試驗(yàn)中的加溫與加壓條件， 在有效的直流長(zhǎng)期帶電試驗(yàn)裝置支持下，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)， 在各時(shí)間點(diǎn)中進(jìn)行取樣，實(shí)現(xiàn)直流表面電氣強(qiáng)度測(cè)試。同時(shí)，需要選用最大電壓幅值為 400kV 的直流發(fā)生器，并在測(cè)試溫度與測(cè)試環(huán)境分別為 （23±2）℃與 0.4MPa SF6 的條件下，對(duì)試驗(yàn)中的表面閃絡(luò)電壓進(jìn)行記錄， 為電氣強(qiáng)度結(jié)果的獲取提供參考依據(jù)。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)應(yīng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中對(duì) 時(shí)間進(jìn)行作圖，并采用擬合外推的方式分析曲線，確保試驗(yàn)結(jié)果可靠性。

（2）玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)試。試驗(yàn)中應(yīng)對(duì)初始試樣和試驗(yàn)完成后的試 樣分別取樣，取樣位置為試樣中間位置，每個(gè)試樣取 5 個(gè)，在掃描量熱儀 的作用下，實(shí)現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)試。此試驗(yàn)中的溫度范圍與升溫速率分別設(shè)置為 100~170℃、10℃/min，并取試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的平均值。

（3）試驗(yàn)中的表面電荷測(cè)試。在對(duì)環(huán)氧絕緣材料表面電荷進(jìn)行測(cè)試時(shí)，應(yīng)采用電容探頭法。在其可移動(dòng)探頭的支持下，獲取有效的測(cè)試結(jié)果。實(shí)際操作應(yīng)對(duì)試樣的表面電位進(jìn)行測(cè)量，獲得相應(yīng)的表面電荷密度， 并在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中繪制電荷密度隨時(shí)間變化的曲線，用擬合外推的方式分析試驗(yàn)結(jié)果。

2 實(shí)踐過(guò)程中的試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中不同溫度條件下擬合關(guān)系的分析，可得到： 直流電場(chǎng)下，環(huán)氧絕緣材料的表面電氣強(qiáng)度隨時(shí)間呈現(xiàn)二次函數(shù)關(guān)系而 非線性關(guān)系，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析。同時(shí)，無(wú)直流電場(chǎng)下，環(huán)氧絕緣材料的表面電氣強(qiáng)度隨時(shí)間呈線性關(guān)系，與交流條件下的熱電老化試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似，只是下降幅度不同。

（2）在不同的溫度條件下，環(huán)氧絕緣材料表面電氣強(qiáng)度下降速率有所差異，客觀地說(shuō)明了溫度場(chǎng)對(duì)環(huán)氧絕緣材料表面電氣強(qiáng)度有著較大的影響，且二者為二次函數(shù)關(guān)系。

（3）通過(guò)對(duì)表面電荷密度的分析，可知隨著時(shí)間的推移，環(huán)氧絕緣材料表面電荷密度會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，客觀地說(shuō)明了直流電場(chǎng)對(duì)環(huán)氧絕緣材料表面電氣強(qiáng)度的影響。當(dāng)電荷的增長(zhǎng)速度過(guò)快時(shí)，會(huì)加劇環(huán)氧絕緣材料表 面老化。