复合绝缘子芯棒EP/AlN复合材料沿面闪络及破坏机理研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20240528.006

复合材料科学与工程 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (5): 36-42.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20240528.006

复合绝缘子芯棒EP/AlN复合材料沿面闪络及破坏机理研究

张欣伟¹, 周丽英¹, 王博¹, 戴雨薇¹, 端木天翔¹, 王彬^2*, 邢云琪²

1.国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院,呼和浩特010000;
2.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,天津300401

收稿日期:2023-05-04 出版日期:2024-05-28 发布日期:2024-06-17
通讯作者: 王彬(1999—),男,硕士研究生,研究方向为高电压与绝缘技术,w604117@163.com。
作者简介:张欣伟(1989—),男,工程师,学士,主要从事设备状态评价方面的工作。
基金资助:
国网内蒙古东部电力有限公司科技项目(SGMDDKOOGGJS2100128)

Study on surface flashover and failure mechanism of EP/AlN composite insulator rod

ZHANG Xinwei¹, ZHOU Liying¹, WANG Bo¹, DAI Yuwei¹, DUANMU Tianxiang¹, WANG Bin^2*, XING Yunqi²

1. Electric Power Research Institute of State Grid Inner Mongolia East Electric Power Co., Ltd., Hohhot 010000, China;
2. State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China

Received:2023-05-04 Online:2024-05-28 Published:2024-06-17

摘要/Abstract

摘要： 复合绝缘子芯棒用环氧树脂具有机械强度高、绝缘性能好的优点,但在发热温升情况下极易产生电痕破坏,导致电网长期运行稳定性和安全性降低。因此,本文制备了不同微纳比环氧树脂/氮化铝(EP/AlN)复合材料,测试了沿面闪络及表面耐电痕特性,并结合陷阱分布特性及表面破坏参数进行分析。结果表明:随纳米颗粒掺杂比例提高,表面陷阱对电荷捕获能力下降,表面电导率有所提升,加快了表面放电进程,使闪络电压降低,单次释放能量减小;结合热导率上升共同作用,有效抑制了环氧树脂表面温升,提高了环氧树脂耐电痕性能。

关键词: 复合绝缘子, 填充改性, 闪络, 电痕, 陷阱分布, 复合材料

Abstract: Epoxy resin for composite insulator rod has the advantages of high mechanical strength and good insulation performance, but it is easy to produce electric tracking damage under the condition of heating and temperature rise, which leads to the decrease of long-term operation stability and safety of power grid. Therefore, in this paper, epoxy resin/aluminum nitride (EP/AlN) composites with different micro-nano ratios are prepared. The surface flashover and surface tracking resistance characteristics are tested, and the trap distribution characteristics and surface damage parameters are analyzed. The results show that with the increase of the doping ratio of nanoparticles, the charge trapping ability of surface traps decreases, the surface conductivity increases, the surface discharge process is accelerated, the flashover voltage decreases, and the single release energy decreases. Combined with the increase of thermal conductivity, the surface temperature rise of epoxy resin is effectively inhibited, and the tracking resistance of epoxy resin is improved.

Key words: composite insulator, filling modification, flashover, electrical tracking, trap distribution, composites

中图分类号:

TB332

张欣伟, 周丽英, 王博, 戴雨薇, 端木天翔, 王彬, 邢云琪. 复合绝缘子芯棒EP/AlN复合材料沿面闪络及破坏机理研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(5): 36-42.

ZHANG Xinwei, ZHOU Liying, WANG Bo, DAI Yuwei, DUANMU Tianxiang, WANG Bin, XING Yunqi. Study on surface flashover and failure mechanism of EP/AlN composite insulator rod[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2024, 0(5): 36-42.

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Study on surface flashover and failure mechanism of EP/AlN composite insulator rod

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