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前言1

第1章　绪论1

1.1　聚合物的电树枝化现象1

1.2　聚合物电树枝化的两个阶段3

1.3　聚合物电树枝化是电力设备可靠性的瓶颈7

1.4 电树枝化研究是认识聚合物绝缘电老化过程的关键9

1.5　聚合物电树枝化的研究状况10

1.6　聚合物的一些基本特性15

1.6.1　与PE带隙有关的光吸收15

1.6.2　PE的光电导16

1.6.3　PE中的载流子迁移率16

1.6.4　PE的强场电导19

1.6.5　电极针尖附近的电场19

1.7　本书内容20

1.8　参考文献21

第2章　聚合物中电树枝的引发23

2.1 电树枝引发与电极系统的关系24

2.1.1　试样与电极系统24

2.1.2　电极功函数对电树枝引发的影响25

2.2　电树枝引发的极性效应26

2.2.1　交流、半波、直流电压对电树枝起始特性的影响26

2.2.2　交流叠加冲击电压作用下，XLPE中的电树枝起始特性29

2.2.3　直流电压叠加冲击电压时30

2.3　接地电树枝30

2.3.1 直流接地电树枝（直流短路电树枝）30

2.3.2　辐照接地电树枝32

2.4　聚合物预处理对电树枝引发的影响32

2.4.1　残存机械应力的影响32

2.4.2　热处理对电树枝起始电压的影响33

2.4.3　浸渍气体的影响35

2.4.4　气相的作用36

2.5　电荷注入的证据38

2.5.1　注入电荷38

2.5.2　光释放电荷39

2.5.3　发散电场下的TSC41

2.5.4　PET阻碍电荷注入的势垒效应42

2.5.5　PE/EVA层叠薄片43

2.6　电树枝引发过程中的物理、化学现象45

2.6.1　低密度区现象45

2.6.2　电树枝引发前气隙的形成48

2.6.3　劣化区材料成分和结构变化49

2.6.4 电树枝引发过程中的电致发光现象52

2.6.5　原始和电树枝区域激发发光光谱的比较60

2.7　参考文献62

第3章　聚合物中电树枝的引发理论64

3.1　部分电树枝引发理论模型评述65

3.1.1　气隙放电论65

3.1.2　麦克斯韦电—机械应力论66

3.1.3　局部固有击穿论67

3.2　电荷的注入和抽出理论67

3.2.1 电荷由电极向介质的注入67

3.2.2　电树枝起始机理70

3.2.3 电树枝引发阶段的电荷转移——电荷偏置模型72

3.3　电致发光的光降解理论75

3.4　聚合物电树枝化的陷阱理论77

3.4.1 陷阱、陷阱参数和空间电荷的关系77

3.4.2　陷阱化过程中非辐射能量的转移81

3.4.3　聚合物电树枝化的陷阱理论85

3.5　电树枝引发理论模型的应用86

3.6　参考文献90

4.1 外施电压对电树枝生长过程的影响92

第4章　聚合物中电树枝的生长规律92

4.2　频率对电树枝形状的影响94

4.3　温度对电树枝结构的影响95

4.4　机械应力对电树枝生长规律的影响97

4.5　热处理对电树枝生长特性的影响98

4.6 电树枝生长过程中的局部放电和光发射现象99

4.6.1 电树枝生长过程中的局部放电99

4.6.2　电树枝生长过程中局部放电的光发射100

4.6.3　翼形局部放电图形的形成条件103

4.7　单一气管中的局部放电行为和光发射106

4.7.1 不同长度人工气管的局部放电谱图107

4.7.2　局部放电谱图中的分散云团形状107

4.7.3　局部放电参数与外施电压之间的关系109

4.7.4　局部放电的光发射109

4.7.5　单一气管中的局部放电和电树枝中的局部放电的相似性110

4.8　参考文献111

第5章　聚合物中电树枝的生长理论113

5.1　NPW模型114

5.2　WS模型117

5.2.1 电场限制空间电荷的概念117

5.2.2　WZ模型119

5.3　NKL模型123

5.4　放电雪崩模型130

5.4.1 电树枝放电结构130

5.4.2　DS模型132

5.5　Dissado等提出的确定性混沌模型140

5.5.1　概述140

5.5.2　击穿中的确定性混沌142

5.5.3　确定性混沌的表征143

5.5.4　确定性混沌与电树枝生长的关系145

5.5.5 电树枝生长确定性混沌的证据146

5.6.1　模型的假设151

5.6　细长气管的局部放电物理模型151

5.6.2　对理想针—板电极系统的数学分析153

5.6.3　模拟局部放电谱图的数值计算方法159

5.6.4　不同长度气管中的局部放电谱图模拟结果162

5.6.5　局部放电与外施电压的关系164

5.6.6　网格尺寸对计算结果的影响165

5.6.7　气管和气孔中的局部放电谱图166

5.6.8　局部放电光发射166

5.6.9　电树枝中的局部放电谱图166

5.7 电树枝中局部放电的熄灭和电树枝的二次生长169

5.7.1　电树枝的生长过程170

5.7.2　局部放电图形的转变173

5.7.3　局部放电的光发射174

5.7.4　局部放电的李萨育图形174

5.7.6　半导电电极试样的实验结果177

5.7.5　二次施加电压177

5.7.7　模拟电树枝通道电导率对局部放电行为的影响179

5.7.8　模拟结果182

5.7.9　在不同试样中，局部放电熄灭前放电特性的变化186

5.7.10　局部放电熄灭后形成的新电树枝通道187

5.7.11 电树枝生长的总体过程187

5.8　参考文献189

第6章　聚合物介质中电树枝的抑制190

6.1　聚合物电缆结构设计上采取的抑制措施190

6.2　电缆结构上采取的抑制措施191

6.3　制造工艺上采取的抑制措施192

6.4　材料方面的改进195

6.4.1　超净料的使用195

6.4.2　电压稳定剂和界面改性195

6.4.3 EAA改性XLPE202

6.5　参考文献204