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绝缘材料2025年第09期:基于XCT技术的XLPE材料中电树枝三维分形结构分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵洋;薛强;刘青;郭甜;尚英强;马宪伟;

单位:国网北京市电力公司电缆分公司;

摘要:电树枝现象作为交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘性能退化的关键诱因,深入探究其三维分形结构特征对于理解绝缘失效机制具有重大意义。本文采用X射线计算机断层扫描(XCT)技术重建XLPE绝缘层内电树枝的三维结构,并从分形维数及分叉角度两个方面研究了电树枝的分形特征,建立了电树枝三维分形维数与二维分形维数之间的数量关系。同时,通过提取电树枝的三维骨架结构,探究了其各分支分叉角度的分布规律。结果表明:XLPE材料中枝状电树枝的三维分形维数与二维投影的分形维数之间满足线性关系;电树枝各分支的分叉角度服从正态分布,三维分形维数小于2的枝状电树枝的分叉角度均值约为60°,三维分形维数大于2的丛状电树枝的分叉角度略小,约为50°,且随着电树枝向地电极生长,各分支的分叉角度的平均值呈现先增大后减小的趋势。

关键词:电树枝;;交联聚乙烯;;分形结构;;X射线计算机断层扫描技术;;分叉角度

基金资助:国家电网公司总部科技项目(5500-202211398A-2-0-ZN)