升高车电力设备的运行状况直接关系到其安全与稳定， 升高车出租, 升高车租赁, 升高车多少钱   而升高车电力设备的可靠性在很大程度上取决于绝缘的工作情况，升高车电力设备中的绝缘一旦发生击穿，就会对整个系统造成难以估量的危害。可见，复合材料的击穿特性是评价设备复合绝缘程度好坏的重要指标之一。随着电力系统电压等级的提高，对系统供电可靠性的要求也越来越高，保证升高车电力设备的绝缘在高场强下的正常工作非常重要。因此长期以来，电介质的击穿特性一直是高电压绝缘领域的研究热点。在高压电气产品中，绝缘材料普遍存在着不同程度的损坏现象，尤其是在冷热冲击循环过程中最为明显。根本原因是，在升高车电力设备的运行过程中绝缘不但承受着电、热应力的作用，同时承受振动、冲击等机械应力的作用。而且，我国东北地区年温差较大，升高车电力设备在冬季异常低温条件下发生绝缘故障的现象较为频繁。几年前，已经出现了异常低温条件下升高车电力设备发生故障的现象，此外，在异常低温条件下还出现过SF6断路器闭锁，甚至退出正常工作的情况；隔离开关不能正常分合闸；设备外绝缘的纯瓷和合成材料变形、开裂；导线、金具等金属材料发生断裂等现象。就全球范围来看，多年以来由于低温气候引起的升高车电力设备运行事故已经给很多国家和地区造成了严重的经济损失。为此，开展机械应力和温度共同作用下固体复合材料绝缘击穿强度的研究，可为寒冷地区升高车电力设备的设计保护提供重要的理论支持，具有较大的经济效益和社会效益。GF/EP复合材料用作升高车电力设备的绝缘结构时，其电气性能不仅与材料本身的特性有关，而且与绝缘结构承受的应力和外界环境温度有关。本本文通过对机械应力和温度共同作用下固体复合绝缘材料所表现出来的绝缘特性的实验研究，旨在发现在机械应力和温度共同作用下GF/EP复合材料击穿强度的变化规律，从而为低温环境下升高车电力设备的设计和安全运行提供重要的实验基础，填补我国在机械应力和外界环境温度共同作用下对升高车电力设备绝缘结构研究的空白。

       GF/EP复合材料概述, 上个世纪50年代开始，复合绝缘材料凭借其优良的物理、化学和机械特性以及优异的可塑性等优点。渐渐取代了传统的油浸式复合绝缘结构，成为升高车电力设备中绝缘材料的重要组成部分。GF/EP复合材料作为一种典型的有机绝缘材料，用作升高车电力设备的绝缘结构时，要求其具有粘度小、流动性好、固化收缩率小、挥发物少、固化速度快等优点，并且兼具优异的电气性能和稳定的化学性能。树脂基体的固化物具有优异的电气绝缘性能、良好的耐湿性和化学稳定性，在真空浇注时容易获得品质优良的绝缘结构。因此，GF/EP复合材料，凭借其良好的绝缘性能和优异的力学性能，以及对机械、电、热复合应力的良好承载能力，被广泛应用于高压升高车电力设备的绝缘结构中。环氧树脂基复合材料是一种塑料基的复合材料。其中，环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，它适用于多种成型工艺，调节粘度范围大，可配制成不同配方，以适应不同的生产工艺。环氧树脂的贮存寿命长，经过固化后形成了三维、稳定的热固性结构，固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐化学腐蚀性和较高的绝缘性能。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝等工艺制造而成。通常用作复合材料中的增强成分，玻璃纤维作为强化塑料的补强材料时，最大的特征是抗拉强度大。两者成型固化之后比普通塑料强度高很多。GF/EP复合材料由于具有很高的比强度、比刚度和力学性能的可剪裁性，在先进的交通运输设施、高压电器以及其他需要减轻自重的产品中得到了广泛的应用。GF/EP复合材料为化学惰性材料，具有较好的抗腐蚀能力，其最大疲劳载荷也通常达到其静强度的一半以上。用于浇注复合材料的种类有很多，但是彼此的热膨胀系数并不相同。当复合材料受到冷热循环作用时，材料内部由于应力分布不均匀将导致层间开裂现象。因此，在特定的应用环境中，对树脂基体的浇注方式也应该根据需求具体问题具体分析。

        固体复合绝缘材料在应力作用时，绝缘性能会受到应力大小及其分布的影响，研究者们对应力与材料绝缘性能关系进行的研究取得了一些成果，他们主要从应力对材料中电树枝的产生及生长速率的影响出发，探讨了残余应力和机械应力对树脂材料绝缘性能的影响。对于玻璃钢复合材料，国内外学者更多关注的是材料在常温下的机械性能以及高温下的电气绝缘特性，并指出高温下的老化决定了设备运行的可靠性和运行寿命。龚瑾,李喆等人通过对环氧树脂复合材料的未来发展趋势分析，认为普通的填充物对环氧树脂电气性能的改进已经不能满足科技发展的需求。并通过在树脂材料中添加不同尺寸的填充物，研究分析了填充物颗粒大小对材料本身击穿强度和短路后空间电荷的消散速率的影响。发现所加材料在纳米数量级比在微米数量级时，材料的空间电荷消散效果要好。同时，实验还研究了经偶联剂进行处理后对材料微观形貌的影响19。CHPark和JHKoo等研究了在外界温度为室温与液氮温度下，应力与击穿场强的关系。对于压应力，无论在室温还是在液氮的温度下，介质的击穿场强都随着压应力的增加而增大，达到最大值后开始减小；且最大值分别在压强为50MPa和230MPa时取得。而在拉应力的情况下，无论在室温还是液氮温度下，随着拉应力的增加，击穿场强均会逐渐降低。认为电击穿是一种机械裂纹的扩展与传播问题，指出静电作用力与电场强度的平方成正比。固体复合绝缘材料的介电参数受材料表面粗糙度的影响。绝缘材料的表面越粗糙，施加在表面的电压所产生的电场分布越不均匀，对复合材料介电参数的影响就越大。采用针-板电极系统，在室温和高温180℃环境下对这种复合材料的模块进行了电、热老化实验和局部放电起始放电电压的测试，实验材料由两个不同的生产厂家提供。研究结果发现，材料的耐压强度与纤维和针电极之间的夹角有关，当两者之间的夹角为90°时，材料的寿命最长。同时，研究还表明温度和湿度会对材料的起始放电电压产生影响。并且，由于生产工艺和材料中各成分所占比例不同的影响，两种不同生产厂家提供的试样，电气性能也有差异。材料的局部放电起始放电电压在30℃～100℃的温度范围内和温度的关系不大，当温度大于100℃时，起始放电电压随温度的上升急剧下降。以上实验研究表明：GF/EP复合材料的电击穿过程是由局部放电的发展导致的，在玻璃纤维的引导下加速发展。从试样的微观照片中可以看出，在GF/EP复合材料的界面结合处有很多空隙，由于这些空隙的存在,使界面成为绝缘的薄弱环节。而纤维越长越容易加快放电的发展速度。但这一研究对于低温条件没有涉及。液氮温度下GF/EP复合材料的耐压强度，实验采用交流电压的频率为60Hz，按照500V/s的速率给试样施加电压至击穿。研究表明，当电场方向与复合材料的界面方向垂直时比电场方向与复合材料的界面平行时，材料具有更好的绝缘强度。并且，击穿场强与试样厚度之间呈现幂函数关系。不管是在机械性能还是电气性能上，纳米电介质的性能比普通复合材料要高很多。这是因为在纳米电介质中填充物和材料基体之间的界面结合情况与普通材料相比得到了很大的改善。同时指出，对于较大尺寸的绝缘结构，研究其击穿和老化现象时仍可用电介质的极化和空间电荷的相关理论进行分析。最后，还对升高车电力设备的各种绝缘方式进行了详细介绍，提出采用高热传导的环氧树脂复合材料，可以从原理上改善电气元件的发热问题，从这一点来看GF/EP复合材料未来的发展空间仍然非常可观。

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      通过对材料击穿放电的机理研究，指出固体复合绝缘材料中气隙的局部放电是最终导致材料发生击穿，造成绝缘损坏，进而使升高车电力设备发生故障的根源所在。并通过对影响材料击穿特性的几个主要因素进行分析和提炼，指出对绝缘材料局部放电造成影响的主要因素有施加电压的极性、电极之间气隙的特性、外加激励源的影响和绝缘材料内部气隙的影响。而放电时延和表面放电对局部放电的影响存在一定的随机性，其他外界因素都是通过改变以上两点来影响局部放电的特性。固体复合绝缘材料在高温下的热分解和老化问题，对油浸式绝缘升高车电力设备的电气绝缘寿命和运行中的过载能力具有决定性的作用。并从材料的生产工艺、绝缘结构的设计、复合绝缘中各成分的调配等方面进行了系统的研究。经过实验研究发现，采用玻璃纤维和芳香族的基体材料粘合制成的新型油浸式绝缘纸具有较高的性价比。通过实验和理论计算，对不同种类纤维复合材料的机械强度以及材料的强度极限进行了分析和计算。研究结果发现，温度会影响材料内部的应力分布，从而对复合材料的机械强度产生影响。并指出低温下材料的强度极限得到提高，对于某些种类的纤维材料，其强度极限可变为原来的1.5倍33。尹志娟的相关实验研究也得出了相同的结论，同时指出复合材料中纤维材料所-5-占的比例会影响材料的机械性能。对于GF/EP复合材料在常温下的相对介电常数与介质损耗因数进行了测量。实验结果表明，在一定频率范围内，相对介电常数随频率的增大而减小；而介质损耗因数在0~100Hz内逐渐减小，100~105Hz范围内，趋于一个常数，随着频率的继续增大，损耗因数的数值又始上升。固体复合绝缘材料不仅在大型升高车电力设备的绝缘中承担重要的作用，而且在小型的电子元器件中也有广泛的应用，随着科技的发展，对轻质绝缘材料的需求越来越广。从材料的选择、表面处理、复合材料的组成、结构和生产工艺等方面对材料介电性能和电磁性能的影响进行了全面系统的研究。研究结果指出：通过生产过程中对材料氧化时间的控制，选择合适的氧化时间可以有效提高复合材料的介电性能；复合材料中填料的比重对复合材料介电常数有一定的影响，并且在某一浓度下材料的介电常数会出现最大值。研究了室温下拉应力对单向GF/EP复合材料和复合材料基体介电强度的影响。本次实验的研究结果发现，不论对于横向拉伸还是纵向拉伸，复合材料的击穿强度均随拉应力的增大而减小。而且复合材料基体的介电强度随拉应力增大呈指数规律下降。实验结果在一定程度上证明了Tanaka等提出的电荷的注入和抽出理论，该理论指出，在电场力和外力的共同作用下，复合材料更容易发生击穿。翁春晓等人在室温和低温环境下，对碳纤维织物的机械强度进行了实验研究。研究表明当外界环境温度较低时，复合材料在拉应力和弯曲应力作用下的机械强度均得到不同程度的提高。实验结果还发现纤维的排列方向对复合材料的弯曲性能也有影响。综上所述，虽然对于GF/EP复合材料的研究有很多，但大多都是针对材料的机械性能，对材料的绝缘性能研究较少。而且，相关研究大多都是在常温或高温下进行，涉及到低温，也是在液氮温度下的绝缘特性。

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