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李康乐: 作品数：20 被引量：91H指数：6; 供职机构：四川大学电气信息学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金更多>>; 相关领域：电气工程一般工业技术化学工程更多>>

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基于水树微观结构特征的水树老化电缆PDC支路参数特征被引量：4: 2022年; 为了研究水树老化电缆极化-去极化电流(polarization and depolarization current,PDC)支路参数变化特征及原因,分析了水树微观结构特征,并揭示了水树微观结构对电缆PDC支路参数的影响。对短电缆和长电缆样本进行加速水树老化,利用PDC检测样本极化–去极化电流,并计算老化样本Debye模型三支路参数。利用光学显微镜观测短电缆样本中的水树形态,利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观测水树区域微观形貌。PDC三支路参数辨识结果表明,水树老化样本第3支路时间常数显著高于未老化样本。另外,第3支路电容增加量高于电阻减小量。微观观测结果表明水树区域存在大量孤立微孔,分析认为,水树生长将造成材料分子链断裂及形成大量微孔–XLPE界面,导致材料偶极极化时间及界面极化时间增长,样本第3支路时间常数显著增大。另外,水树区域存在大量孤立微孔,其限制了离子在水树区域的运动,从而导致样本第3支路电容增大量高于电阻减小量。; 马骁李康乐周凯李原黄科荣; 关键词：XLPE电缆水树微观结构

基于XLPE粘弹特性的水树生长非线性损伤特性被引量：1: 2021年; 为了明确水树生长过程中XLPE材料的损伤特性,研究了不同生长时期的水树微观结构变化特征,并结合XLPE材料力学疲劳损伤特性,揭示了水树生长中材料疲劳损伤非线性增加的原因。制备A、B、C、D 4组XLPE薄片样本,并对4组样本在7.5 kV、400 Hz下分别进行为期240、480、720、1440 h的加速水树实验。实验结束后,用光学显微镜观测水树形态及尺寸,用SEM(scanning electron microscopy)观测水树区域微观形貌。另外制备1组XLPE哑铃型样本(E组),对该组样本在应力比为0.1,应力幅值为0.45 MPa,应力频率为1 Hz的条件下进行4 h的力学疲劳实验,实验中记录样本应力-应变曲线。水树实验结果表明,随着老化时间增加,水树生长速率先增大后减小,而水树微孔密度呈非线性增加。老化480 h前微孔密度较小,而老化720 h后微孔密度显著增大。力学疲劳实验结果表明,随着疲劳时间增长,材料在一个疲劳周期的耗能率增加。分析认为,水树生长中材料的非线性疲劳损伤主要是由材料粘弹特性变化所导致的。在水树生长中,材料受到交变的电机械疲劳应力作用而发生损伤。随着老化时间增长,材料弹性模量和粘度均减小,但弹性模量下降速率远高于粘度下降速率,导致材料在一个疲劳周期的粘性能量(即损耗能量)相对上升而弹性能量相对下降,从而导致材料出现非线性损伤特性。; 李康乐周凯张宏亮陈伟朱宝军焦可明; 关键词：XLPE 水树非线性粘弹性

交联聚乙烯水树老化电缆电气性能与水树区域含水量的关系被引量：3: 2019年; 为了深入了解交联聚乙烯(XLPE)水树电缆电气性能的变化特征,利用极化-去极化电流法测量老化电缆样本不同老化时期的直流电导率和0.1 Hz介损,并使用显微镜和红外光谱仪观测老化电缆样本水树区域含水量,研究不同水树老化时期的电缆电气性能和水树生长之间的关系。研究表明,老化电缆的电气性能和水树长度不呈正相关关系,而和水树区域含水量具有密切关系。; 李康乐周凯; 关键词：交联聚乙烯电缆水树含水量电气性能

交联聚乙烯交联度对材料击穿强度的影响被引量：2: 2020年; 为了研究XLPE材料交联度对其电气性能的影响,制备不同交联度的XLPE样本并对其进行电气击穿实验,分析在不同的交联度区间范围内样本击穿场强变化。利用温度-时间控制法制备六组不同交联度的XLPE样本;利用差式扫描量热仪测量得到样本结晶度;利用交流变压器测量得到样本的击穿强度。实验结果表明,随着交联度上升,样本击穿场强呈先上升后下降趋势。在交联度为0%~75%区间范围内,样本击穿场强增加2%。在交联度为75%~88%范围内,样本击穿场强增加21.2%。而在交联度为88%~92%范围内,样本击穿场强下降5.3%。分析认为,样本的击穿强度与样本交联度和材料均匀程度有关。当交联度较低时,样本的击穿强度主要由样本交联度决定,随着交联度上升,样本击穿强度增加。但由于此时局部材料结构较为不均匀,因此击穿强度增加幅度不大。而当交联度上升至75%时,材料形成较为密集、均匀的三维网状结构,导致样本击穿场强大幅上升。而当交联度继续增加时,此时样本结晶度下降幅度较大,局部材料结构变得不均匀,导致样本击穿强度下降。; 濮峻嵩刘曦冯杰李康乐周凯; 关键词：XLPE 交联度结晶度击穿强度均匀程度

交联聚乙烯中水树在温度循环条件下的生长特性被引量：8: 2020年; 为理解温度循环条件下交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆中水树的生长特性,研究了不同温度变化条件下水树的生长行为,发现温度循环条件下的水树生长会出现减速–加速的循环过程,并对温度循环条件下的水树生长机制提出了一种新的可能解释。首先使用XLPE样本分别进行0℃恒温、0℃和60℃温度循环、60℃恒温的加速水树老化实验,通过显微镜观测水树主体形态和尺寸、扫描电镜观测0℃恒温和60℃恒温下水树的微观结构,并在COMSOL软件中对不同温度条件下水树的生长模型分阶段进行仿真分析。结果表明:0℃和60℃温度循环条件下的水树生长分为2个阶段:第1阶段是0℃→60℃(低温转高温)下水树的减速生长,第2阶段是60℃→0℃(高温转低温)下水树的加速生长。这可能是由于温度变化导致水树微观结构产生差异,造成不同电场力下的XLPE分子链局部取向程度不一致所致。; 张桥峰周凯李康乐刘力汪先进叶彬; 关键词：温度循环交联聚乙烯水树电场力

修复液沿交联聚乙烯电缆高度方向的浓度分布及其变化对修复效果的影响被引量：4: 2018年; 为了认识修复液沿交联聚乙烯（XLPE）电缆高度方向的浓度分布及其对修复效果的影响,研究了预修复（老化前预先注入修复液）电缆样本上侧和下侧的水树生长特征以及绝缘层的微观形貌变化。对两组预修复电缆样本分别进行不同时间的加速水树老化。通过光学显微镜观测不同老化时间的样本其上下侧的水树形态和尺寸,同时利用扫描电镜（SEM）和红外光谱（IR）观测（检测）样本上下侧水树区域的微观形貌和修复液浓度变化。测试结果表明：加速老化30天后,样本上侧的水树尺寸达到310.5μm,大于样本下侧的水树尺寸（251.2μm）。此外,样本下侧水树区域C—Si键吸光度（与修复液浓度呈正比）为0.83%,高于样本上侧水树区域的C—Si键吸光度（0.72%）,表明此时样本下侧水树区域的修复液浓度高于样本上侧。而加速老化40天后,样本下侧的水树尺寸达到371.8μm,反而超过样本上侧的水树尺寸（350.3μm）。此时样本下侧水树区域C–Si键的吸光度降至0.48%,低于样本上侧水树区域C—Si键的吸光度（0.63%）,表明此时样本下侧水树区域的修复液浓度反而低于样本上侧。该研究表明,重力对修复液沿电缆高度方向的浓度分布及其变化具有重要影响。受重力作用,修复液在电缆中易于向下渗透,从而使得样本下侧水树区域的修复液浓度降低,并导致样本下侧的水树生长速率和老化程度增加。; 周凯李康乐杨明亮黄明; 关键词：交联聚乙烯水树

电缆的机械弯曲对绝缘层中水树生长的影响被引量：4: 2017年; 为了研究电缆机械弯曲对其绝缘中水树生长的影响,对不同弯曲程度的交联聚乙烯(XLPE)电缆中的水树生长特性进行了对比分析。采用水针电极老化法,分别对不弯曲、弯曲程度较小和弯曲程度较大的3组电缆样本进行加速水树老化实验。经过28天加速老化后,分别对3组电缆样本进行切片,利用显微镜观察水树形态,并对水树尺寸进行测量统计。同时,结合XPLE材料在机械应力作用下的取向行为,对实验结果进行理论分析。结果表明:随着电缆弯曲程度逐渐增加,其绝缘外侧的水树形态逐渐由半圆形变为圆锥形,并且水树长度和宽度之间的差异逐渐增大。且弯曲程度越大,水树宽度超过长度越多。分析认为当电缆达到一定的弯曲程度时,其绝缘外侧的局部机械拉力将超过XLPE的屈服强度,从而导致材料分子链发生力学取向。取向后材料呈现各向异性,沿取向方向的水树生长将得到促进,而垂直于取向方向的水树生长将受到抑制,从而导致圆锥形水树的出现。; 黄鹤鸣李康乐杨明亮周凯龚薇魏艳平; 关键词：交联聚乙烯水树分子链

有机硅水树修复对交联聚乙烯电缆绝缘理化性能的影响被引量：4: 2016年; 为了研究电缆水树修复技术的长期作用效果,采用水针电极老化法获得水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本,对其中一组样本进行注入式修复,另一组不做处理,然后对两组样本同时进行电热老化实验,对比分析两组样本的微观结构和理化性能变化。显微镜观测结果表明,电热老化相同时间后,修复样本水树区域有修复生成的填充物存在。差示扫描量热(DSC)结果表明,电热老化使得XLPE熔程变窄,结晶度变小,电热老化相同时间后,修复样本的熔程和结晶度均大于未修复样本,并且修复样本的结晶速率大于未修复样本。分析认为修复液与水分子反应的生成物有效填充修复了水树空洞,并进一步限制了水分子的扩散迁移,一定程度上减缓了老化对材料的破坏。; 杨明亮周凯黄明李康乐李天华陈讴; 关键词：交联聚乙烯水树电热老化理化性能

水树生长中XLPE晶区破坏现象及其对水树生长速率的影响被引量：3: 2021年; 为了进一步探索水树生长中滞长现象(水树生长速率显著下降)出现的原因,作者研究了水树生长早期的晶区结构变化,揭示了材料晶区破坏对水树生长速率的影响。采用加速水树老化平台对A、B、C 3组交联聚乙烯(cross linked polyethylene,XLPE)薄片样本分别进行10、20、30d的水树老化,老化结束后用光学显微镜观测样本中的水树形态,用化学侵蚀法腐蚀样本并用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观测水树区域晶区形貌,用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)法检测水树区域晶区结构变化。显微观测结果表明,水树老化20 d以前水树生长速率较高,达到了0.46μm/h,而老化30 d后水树生长速率显著下降至0.17μm/h,水树生长出现滞长现象。SEM观测结果表明,老化20 d以前,样本中晶区出现位错缺陷。老化30 d后晶体中萌生裂缝及位错蚀坑。XRD检测结果表明,水树老化过程中XLPE(110)及(200)晶体衍射峰峰形产生锯齿状畸变,并且随着老化时间增长,(110)及(200)衍射峰半峰宽宽化程度增加。分析认为,XLPE晶区破坏是水树生长速率变化的重要原因。老化20 d前晶区中尚未萌生微裂纹,限制了水树密度增加,导致水树密度较低而水树尖端电场较高,水树生长速率较高。老化20 d以后,晶体中的裂缝和位错凹坑连接起来形成大量新水树枝,导致水树密度显著增加,水树尖端电场显著降低,水树生长速率显著下降。; 李康乐周凯张桥峰黄靖涛; 关键词：水树生长速率 X射线衍射法微裂纹

温度对电力电缆有机硅水树修复的影响被引量：6: 2016年; 为了研究温度对电力电缆水树修复效果的影响,在不同温度下对水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆样本进行注入式修复,对样本的绝缘性能和微观结构进行对比分析。采用水针电极老化法获得水树老化电缆样本,分别在20℃、50℃和80℃下对老化样本进行注入修复,修复过程中定期对样本进行介质损耗因数测试。结果表明随着修复温度的升高,样本介质损耗下降速率加快,且高温下修复的样本介质损耗更早达到稳定值。通过扫描电镜(SEM)观测和能谱(EDS)分析可以看出,随着修复温度的升高,样本水树区生成的修复填充物分布更加密集。由此证明适当升高温度有利于修复液在XLPE层中的扩散反应,加速修复过程。; 杨明亮周凯邵海彬黄明李康乐; 关键词：交联聚乙烯电缆水树温度扩散

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