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1、工學(xué)博士學(xué)位論文紫外光交聯(lián)聚乙烯中高壓電纜制造技術(shù)及材料性能研究陳俊岐哈爾濱理工大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào):TM215工學(xué)博士學(xué)位論文紫外光交聯(lián)聚乙烯中高壓電纜制造技術(shù)及材料性能研究博士研究生：陳俊岐導(dǎo)師：趙洪申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：高電壓與絕緣技術(shù)所在單位：電氣與電子工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱理工大學(xué)ClassifiedIndex：TM215DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonMV/HVcablemanufacturingtechnologyandmaterialprope
2、rtiesofUV-photoinitiatedcrosslinkingpolyethyleneCandidate：ChenJunqiSupervisor：ZhaoHongAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciality：HighVoltageandInsulationDateofOralExamination：June,2018University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理工大學(xué)博士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的博士學(xué)位論文《紫外光交聯(lián)聚乙烯中高壓電纜
3、制造技術(shù)及材料性能研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日哈爾濱理工大學(xué)博士學(xué)位論文使用授權(quán)書《紫外光交聯(lián)聚乙烯中高壓電纜制造技術(shù)及材料性能研究》系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的博士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學(xué)所有，本論文的研究?jī)?nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解哈爾濱理工大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意
4、學(xué)校保留并向有關(guān)部門提交論文和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用授權(quán)書。不保密√。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打√)作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日紫外光交聯(lián)聚乙烯中高壓電纜制造技術(shù)及材料性能研究摘要紫外光交聯(lián)聚乙烯技術(shù)是指采用高強(qiáng)度紫外光源對(duì)熔融透明態(tài)的聚乙烯材料進(jìn)行輻照并使其交聯(lián)的一種電纜制造工藝。相比于傳統(tǒng)的過(guò)氧化物交聯(lián)法，紫外光交聯(lián)法具有交聯(lián)速度快、節(jié)能環(huán)保以及材料非熱敏性等優(yōu)點(diǎn)，目前已成功應(yīng)用于低壓電力電纜制造領(lǐng)域。本文在863前沿探索項(xiàng)目支持下，
5、對(duì)用于生產(chǎn)中、高壓電力電纜的紫外光交聯(lián)技術(shù)以及紫外光交聯(lián)聚乙烯的相關(guān)材料性能開展了研究。根據(jù)中、高壓電力電纜絕緣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)絕緣層紫外光交聯(lián)、屏蔽層過(guò)氧化物交聯(lián)的聯(lián)合交聯(lián)工藝。提出了先共同擠出導(dǎo)體屏蔽和絕緣，待絕緣經(jīng)紫外光輻照交聯(lián)后，再擠出絕緣屏蔽的“2+1”擠出加工模式。根據(jù)大厚度絕緣充分交聯(lián)所需的紫外輻照劑量以及防止材料高溫快速熱老化等要求，提出了紫外汞燈和紫外LED聯(lián)合應(yīng)用的輻照系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了聯(lián)合交聯(lián)工藝的具體加工流程，并在測(cè)量絕緣和屏蔽材料熱物性參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真軟件計(jì)算了電纜在加工過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布。仿真結(jié)果表明，絕緣和屏蔽在加工過(guò)程中能夠保持在合理的溫度范圍
6、內(nèi)，均可以實(shí)現(xiàn)充分交聯(lián)。針對(duì)傳統(tǒng)汞弧燈光源光強(qiáng)快速衰減的問題，根據(jù)大厚度絕緣的輻照度需求，研制了長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性的微波無(wú)極紫外固化燈。結(jié)合橢圓聚焦和微波諧振特性，應(yīng)用幾何光學(xué)與電磁學(xué)的聯(lián)合仿真分析，重點(diǎn)解決了微波諧振腔在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，研制的微波無(wú)極紫外固化燈樣機(jī)具有合理的紫外發(fā)射光譜和輻照度分布，并且比傳統(tǒng)汞弧燈具有更高的輻照交聯(lián)效率，更適合作為聯(lián)合交聯(lián)工藝中的紫外汞燈光源。研究了紫外光交聯(lián)聚乙烯和傳統(tǒng)過(guò)氧化物交聯(lián)聚乙烯在結(jié)晶特性、機(jī)械物理性能以及作為中壓電力電纜應(yīng)用、與機(jī)械物理性能密切相關(guān)的抗水樹性能上的差異。研究結(jié)果表明，采用線性低密度聚乙烯作為基礎(chǔ)樹脂是紫外光交
7、聯(lián)聚乙烯具有較高的結(jié)晶度、熔融溫度以及機(jī)械強(qiáng)度的主要原因。通過(guò)對(duì)材料的應(yīng)變硬化能力的分析，證實(shí)了材料片晶間的連接分子鏈能夠有效阻礙水分子在電場(chǎng)力作用下向材料中的滲入，并且交聯(lián)鍵和線性低密度聚乙烯密集分布的短支I鏈能夠顯著增加片晶間的連接分子鏈密度，解釋了交聯(lián)度越高、水樹枝越短以及紫外光交聯(lián)聚乙烯在抗水樹性能上優(yōu)于過(guò)氧化物交聯(lián)聚乙烯等現(xiàn)象。另外，通過(guò)動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析證實(shí)了交聯(lián)鍵的存在使得材料的β松弛變強(qiáng)，能夠緩沖電場(chǎng)力作用下微水珠對(duì)材料無(wú)定形相的沖
