基于介观接触形貌分析的XLPE-SiR界面击穿特性OA
Breakdown Characteristics Analysis of XLPE-SiR Interface Based on Mesoscale Contact Morphology
固-固复合绝缘界面的接触特性是决定电缆附件绝缘水平的关键因素,而目前尚缺乏介观尺度界面接触特性的有效分析方法,导致接触形貌参量对界面击穿强度的影响规律不清晰.该文基于等效粗糙度法则和超弹性本构关系,建立XLPE-SiR 绝缘界面介观接触特性的分析模型,并通过Micro-CT 观测实际 XLPE-SiR 界面样本的接触形貌,验证分析模型的准确性;进而,基于该模型研究表面粗糙度和接触压力等外部因素对实际接触面积占比、空腔尺寸等界面内部接触特性的影响规律;最后,结合界面击穿实验,阐述界面接触形貌参量对界面击穿强度的影响规律.研究发现,固-固复合绝缘界面的实际接触面积占比随材料表面粗糙度增加呈指数减小,而随界面压力增大呈线性增长.同时,随着界面实际接触比增大,界面击穿场强呈指数增长,而击穿场强分散性先增大后降低.
Contact morphology of the solid-solid composite insulation interface is the key to determine the insulation level of cable accessories.In this paper,a mesoscopic contact-characteristic analysis model of the XLPE-SiR interface is established based on the hyperelasticity constitutive relationship and the equivalent roughness method,and the accuracy of the analytical model is verified by internal contact interface observation of an actual XLPE-SiR interface sample.Then based on this model,the influence of surface roughness and contact pressure on the internal contact characteristics,such as the actual contact area ratio and cavity size,is studied.Finally,with the interface breakdown experiment,the influence of the interface contact morphology on the interface breakdown strength is explored.It is found that the actual contact area ratio of the solid-solid composite interface decreases exponentially as the material surface roughness increases,but increases linearly as the interface pressure increases.With the increase of the actual contact ratio of the interface,the interface breakdown voltage increases exponentially,while the breakdown voltage dispersion increases first and then decreases.
李泽瑞;周凯;陶霰韬;孟鹏飞;林思衍;傅尧;袁豪
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信息技术与安全科学
电缆附件绝缘界面接触形貌界面击穿击穿特性
cable accessoryinsulation interfacecontact morphologyinterfacial breakdownbreakdown characteristics
《中国电机工程学报》 2026 (3)
1264-1273,中插34,11
国家自然科学基金(面上项目)(52277156).Project Supported by National Natural Science Foundation of China(General Program)(52277156).
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