新型电极高压脉冲电场破乳试验研究_ (1)

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1、华中科技大学硕士学位论文图4-4外加22kV电压时各处电场强度与复合绝缘材料配比的关系4.2电极对破乳率影响如第2章中所述，本课题采用的电极，其绝缘材料中BaTiO3质量与(树脂+固化剂)总质量的比值(配比)分别为：0%(1#)、20%(2#)、40%(3#)、80%(4#)。采用第二阶段的试验数据研究电极对破乳率，因此试验条件为：温度为10℃，相对湿度为50%左右(由于受试验室条件限制，故没有人为调节室内湿度)。各电极绝缘材料对破乳率影响如表4-4，图4-5。表4-4不同电极的破乳率电压(kV)1#(0%)电极2#(20%)电极3#(40%)电极4#(80%)电

2、极8--59.1258.9756.0712--55.5460.9356.151446.2753.5061.0656.7218--57.2066.6260.352050.8459.0174.7764.352257.8368.2579.0174.2137华中科技大学硕士学位论文8070608kV12kV5014kV18kV4020kV破乳率（%）3022kV201001234电极号图4-5电极对破乳率的影响根据图4-5可以看出，在10℃的温度下，各电极与电压的组合达到的电压分布在45%~80%之间；当采用不含BaTiO3的电极(1#)时，其破乳效果是最差的；当配比为4

3、0%(3#)时，破乳效果是最好的,其最高破乳率在外加电压为22kV达到79.01%，它在较低电压下也均达到60%以上；在配比0%~40%段，破乳率基本呈一次增长趋势；当采用80%的电极时，破乳效果较40%时反而有一定的下降，只比2#电极的破乳率略高；各电极按破乳效果排序为：3#>4#>2#>1#。以上分析表明：采用钛酸钡和树脂的复合材料比采用纯树脂的破乳效果较好，因此本课题采用的新型电极是有效的；但是钛酸钡的含量不是越多越好,配比的最优点应该处在[40%，80%)的半开半闭区间，根据前面对不同配比介电常数研究可知最优点在67%附近。[文献51]中，作者通过yama

4、da模型模拟和试验实测的环氧树脂/钛酸钡复合材料的介电常数随钛酸钡的体积分数升高而升高。但是如上节所述，在本课题中，我们所测得的数据表明，当钛酸钡与树脂配比较低时，介电常数随配比升高而升高；但是当升高到67%左右后，介电常数随配比会有较明显的下降，如图4-1所示。而根据式(4-5)和(4-2)可知，复合绝缘材料的介电常数与电场强度成增函数关系，38华中科技大学硕士学位论文如图4-4。由于破乳率随电场强度增大而增大，因此破乳试验结果与介电常数的变化是一致的。因此表明，本研究中，介电常数不始终随配比升高而升高的结论是可信的。4.3外加电压对破乳率影响破乳器破乳所需的全

5、部能量都来自于外加电场，因此电场强度是影响电场破乳效率最直接最重要的因素之一，而电场强度与外加电压的大小成正比，作为电[32]场破乳的推动力-聚结力与电场强度的平方成正比，表达式为224F=6εEr)d/r((4-8)本试验研究了破乳效果相对较好的3#、4#电极时外加电压对破乳率的影响情况。在第一阶段的研究中，通过改变加在电极上的电压，测量不同电压下电场破乳的破乳率，试验结果如表4-5，4-6和图4-6所示，为了使试验结果可靠，每个电压均做了三次平行试验，破乳率取三组数据的平均值。试验条件：温度20℃，乳化剂Span80含量2.0%(V/V)，油水体积比为1：1，

6、频率50Hz，破乳时间2min。表4-5第一阶段3#(40%)电极破乳率4电压(kV)81219202541.4945.9557.9771.1880.4182.50破乳率表4-6第一阶段4#(80%)电极破乳率电压(kV)8121518232728破乳率54.6156.6860.7272.3477.9078.9079.7839