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作者：杨卓然;吕立翔;徐伟伦;邓敬方;王悦;
单位：国网南京供电公司;
摘要：针对高压电缆交联聚乙烯（XLPE）绝缘电树枝劣化与放电击穿问题，本研究选用两种三官能度三嗪类化合物（1,3,5-三聚氰酸三烯丙酯（TAC）和三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC））和两种夺氢型苯酮类化合物（4-甲基二苯甲酮（MBP）和4,4′-二氯二苯甲酮（DCBP））作为光子捕获型电压稳定剂，制备XLPE复合绝缘材料。研究了光子捕获型电压稳定剂对XLPE复合绝缘材料电树枝劣化的影响规律，分析了光子捕获型芳香族化合物的光子捕获和激发特性及其化学反应路径，并采用量子化学计算探索了添加剂种类对电树枝劣化的抑制机理。结果表明：添加质量分数均为1%的DCBP和TAC可提升XLPE绝缘电树枝起始电压和起始时间；相比于XLPE绝缘，DCBP/TAC/XLPE复合绝缘在相同电压下的电树枝长度降低了16.3%，累积损伤面积降低了72.8%，局部放电最大幅值降低了29.7%，表现出最优异的局部放电抑制与耐电树枝特性。量子化学计算表明，MBP和DCBP具有较强的光子吸收特性，其中DCBP可吸收334 nm波长的光子，比MBP具有更高的反应活性，更易捕获局部放电产生的光子，阻碍光子对XLPE分子链的破坏。反应路径分析发现，DCBP分子捕获光子后进入激发态，将引发XLPE分子链的质子转移过程，促使TAC与PE分子链发生自由基交联反应，提高分子链局部稳定性，从而抑制XLPE绝缘电树枝劣化的过程。
关键词：高压电缆;;交联聚乙烯;;电压稳定剂;;局部放电;;电树枝
基金资助：国网南京供电公司项目(J2021071)
