摘要：为了研究高温超导电缆绝缘材料聚丙烯层压纸(PPLP)在实际服役过程中的老化规律及机理,对PPLP绝缘材料进行了不同程度的电老化,通过交流击穿及等温表面电位衰减研究了电老化对PPLP绝缘材料击穿特性及陷阱分布特性的影响,并结合红外光谱、显微形貌观测和热重实验分析其老化机理。实验结果表明:随着电老化程度的增大,PPLP绝缘材料的交流击穿场强由113.3 kV/mm降低至92.3 kV/mm,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱密度逐渐减小;PPLP外层绝缘纸结构趋于松散,部分纤维素断裂,表面出现大量孔隙,绝缘纸内部氢键及糖苷键对应的红外吸收峰强度降低;同时,绝缘纸的最快热失重温度降低,而中层聚丙烯的热失重过程未发生明显变化,说明在老化过程中PPLP绝缘性能下降的主要原因在于外层绝缘纸的劣化。分析认为:纤维素分子主链上的糖苷键以及分子间的氢键在高能电子的撞击下发生断裂,分子间作用力减弱,结构致密性降低;绝缘纸内部自由体积增大,纤维素分子链段对电荷的束缚能力减弱,电荷更容易在分子链间进行迁移,进而导致PPLP绝缘深陷阱密度和交流击穿场强降低。

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