孟飛，邵滿智，牛越，萬玉鑫，李春陽，趙洪

（1.哈爾濱理工大學(xué) 工程電介質(zhì)及其應(yīng)用技術(shù)教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150080；2.國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司，黑龍江 哈爾濱 150000；3.國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司赤峰供電公司，內(nèi)蒙 古赤峰 024000）

0 引言

近年來，環(huán)保型電力電纜絕緣材料這一名詞不斷出現(xiàn)在大眾視野中，且目前多數(shù)XLPE電纜線路使用壽命已超過40年[1]，大量廢棄電纜的出現(xiàn)會對環(huán)境造成污染。同時，XLPE生產(chǎn)過程中的交聯(lián)工序使得電纜持續(xù)擠出時間較短，難以制成大長度無接頭電纜。以上因素使得在工藝上可連續(xù)擠出生產(chǎn)、可通過熔融方式回收、更符合環(huán)境保護(hù)綠色理念的熱塑性材料聚丙烯（PP）被越來越多的學(xué)者關(guān)注[2]。對于電纜用聚合物絕緣材料而言，電樹枝是一種最典型的電致破壞形式。通過材料改性手段提高PP絕緣材料的電樹枝耐受性能，對于延長電纜工作壽命，提高電纜運行穩(wěn)定性具有重要意義。

XLPE作為電力電纜絕緣層應(yīng)用最為廣泛，對于XLPE絕緣材料耐電樹枝性能及其改善方法的研究已較為廣泛和深入。為提高XLPE絕緣材料的耐電樹枝性能，通常采用添加電壓穩(wěn)定劑的方法。電壓穩(wěn)定劑大多是指一類可以顯著改善聚合物絕緣材料耐電樹枝性能的芳香族有機(jī)化合物。李忠華[3]通過添加受阻胺類電壓穩(wěn)定劑和弱電解質(zhì)類電壓穩(wěn)定劑顯著抑制了XLPE電樹枝的引發(fā)，并探討了其作用機(jī)理。Y YAMANO等[4-5]報道了稠環(huán)芳香烴類電壓穩(wěn)定劑對聚乙烯電氣強度的改善作用。V ENGLUND等[6-11]報道了苯偶酰類電壓穩(wěn)定劑對XLPE電樹枝引發(fā)場強的改善作用。李春陽等[12]按照作用機(jī)理將電壓穩(wěn)定劑分為3類，基于自由基加成反應(yīng)原理設(shè)計了可接枝型電壓穩(wěn)定劑，改善了電壓穩(wěn)定劑易遷出的問題，并嘗試了將該電壓穩(wěn)定劑接枝應(yīng)用于直流電纜XLPE絕緣材料中。SU J G等[13]、CHEN X R等[14]也設(shè)計了一系列新型電壓穩(wěn)定劑，并研究了其對XLPE直流電學(xué)性能的影響和機(jī)理。GAO Y H等[15]采用電壓穩(wěn)定劑修飾無機(jī)納米顆粒，并將納米顆粒均勻混入PP，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過電壓穩(wěn)定劑修飾的無機(jī)納米顆粒具有較好的分散性并能顯著改善PP絕緣的直流電學(xué)性能。

綜上，電壓穩(wěn)定劑在改善聚合物絕緣材料電學(xué)性能尤其是耐電樹枝性能方面表現(xiàn)優(yōu)異。雖然聚丙烯電纜絕緣材料近年來得到廣泛研究，但其電學(xué)性能的改善主要依賴于無機(jī)納米顆粒摻雜手段，電壓穩(wěn)定劑摻雜手段主要使用在透明的均聚PP材料中[16]，鮮有研究者嘗試將電壓穩(wěn)定劑用于改善透明度較低的共聚PP絕緣材料的性能。從工藝上看，采用電壓穩(wěn)定劑改善共聚PP材料的耐電樹枝性能具有較高的可實現(xiàn)性，探究電壓穩(wěn)定劑對共聚PP耐電樹枝性能的改善效果對于進(jìn)一步研發(fā)高電壓等級電纜用共聚PP絕緣材料具有重要價值。

常規(guī)均聚PP韌性較差，需要采用彈性體聚合物共混方法對其力學(xué)性能進(jìn)行改良，才能作為電纜絕緣層用絕緣材料，但彈性體共混改性復(fù)合物中，彈性相材料多以孤島形式存在，這對材料的電學(xué)性能往往會產(chǎn)生負(fù)面影響[17]。相比之下，共聚PP相比均聚PP的耐沖擊性較好，很大程度上改善了均聚PP力學(xué)性能上的不足，成為PP電纜絕緣材料基礎(chǔ)樹脂的備選方案之一。

本文旨在探究電壓穩(wěn)定劑對于共聚PP絕緣材料耐電樹枝性能的影響。共聚PP絕緣材料透明度較低，采用常規(guī)的顯微觀察方法很難觀察到針板電極試樣中是否出現(xiàn)了電樹枝，難以準(zhǔn)確判定電壓穩(wěn)定劑是否對于電樹枝起始電壓有提高作用。因此，本文基于電樹枝引發(fā)常常伴隨局部放電的基本原理[18]，以局部放電起始作為電樹枝引發(fā)的判斷依據(jù)[19]，設(shè)計制作高頻電流傳感器（HFCT），基于HFCT設(shè)計非透明試樣電樹枝起始電壓（起樹電壓）測試方法。之后探究了3種電壓穩(wěn)定劑對于共聚PP絕緣材料電樹枝引發(fā)電壓的影響。通過設(shè)計試驗方法，初步探索芳香酮電壓穩(wěn)定劑在PP基高壓電纜絕緣材料中應(yīng)用的可行性。

1 試驗

1.1 原材料與試樣制備

基料采用中國石化生產(chǎn)的聚丙烯K8003，熔融指數(shù)為2.5 g/10 min；110 kV XLPE絕緣料，青島漢纜股份有限公司；電壓穩(wěn)定劑為本課題組初步驗證有效的3種芳香酮化合物，其分子式、熔點及沸點如表1所示，分別用AOHBP、RBBT、RQCT表示。

表1 電壓穩(wěn)定劑分子式、熔點及沸點Tab.1 Molecular formula,melting point,and boiling point of voltage stabilizers

將轉(zhuǎn)矩流變儀溫度設(shè)置為190℃、轉(zhuǎn)速為60 r/min，加熱至190℃恒溫后，在混料筒中先加入質(zhì)量為35 g的PP混煉2 min，再分別加入0.2、0.4、0.6份的電壓穩(wěn)定劑（AOHBP、RQCT、RBBT）進(jìn)行混煉。有機(jī)添加劑熔點低，容易實現(xiàn)均勻分散，且PP在混煉過程中容易發(fā)生降解，因此混煉時間不宜過長；添加劑加入后處于熔融態(tài)，足以在短時間內(nèi)完成均勻分散，且作為有機(jī)低熔點小分子添加劑，與納米電介質(zhì)有所不同[20]，不存在團(tuán)聚現(xiàn)象，因此電壓穩(wěn)定劑混煉時間為3 min。分別制得純PP材料和含有不同組分電壓穩(wěn)定劑的PP材料共計10種。

由于聚丙烯硬度較大，插針法制備電樹枝試樣較難，采用埋針法制備針板電極電樹枝引發(fā)試樣，將平板硫化機(jī)的溫度設(shè)置為190℃，待溫度升溫至恒溫后，將鎢針電極和材料放入模具，在平板硫化機(jī)上逐漸從5 MPa加壓至15 MPa制得如圖1所示規(guī)格的針板電極試樣備用；然后在每個試樣底部均勻地涂抹導(dǎo)電漆后，放入80℃的真空烘箱中脫氣24 h，使導(dǎo)電膠固化的同時消除試樣內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

圖1 電極與試樣結(jié)構(gòu)Fig.1 Diagram of electrodes and specimen structure

1.2 基于HFCT的電樹枝測試系統(tǒng)

由于共聚PP材料的透明度低，在交流起樹電壓測定的過程中，無法利用顯微鏡直接觀察其電樹枝的起樹和生長過程，本文設(shè)計制作了基于HFCT的局部放電起始電壓測試系統(tǒng)，如圖2所示，以局部放電起始電壓作為起樹電壓。地電極引出地線穿過HFCT繞線兩匝后接地，HFCT與示波器用雙層屏蔽傳輸線連接，輸出端連接電腦。在油槽內(nèi)放入硅油，將10個針板電極試樣的針電極末端完全嵌入10個圓角銅柱電極，用球形螺帽固定好作為高壓電極，高壓電極頂端用含內(nèi)屏蔽層的橡皮絕緣電纜與高壓交流電源連接，針板電極試樣底端的導(dǎo)電漆與銅板地電極保持良好接觸。

圖2 基于HFCT的起樹電壓測試系統(tǒng)Fig.2 Test system of electrical tree initiation voltage based on HFCT

聚合物在電樹枝引發(fā)時會伴有局部放電信號產(chǎn)生，此局部放電信號會在地線上產(chǎn)生脈沖電流[21]。利用局部放電信號定性地判斷有無電樹枝引發(fā)，已經(jīng)有研究者進(jìn)行了報道，其原理是：在針板電極提供的極不均勻電場作用下，聚合物大分子在強電場和載流子沖擊作用下逐漸降解破壞，形成低密度區(qū)，低密度區(qū)逐步擴(kuò)展形成微觀缺陷，隨后將引發(fā)局部放電，在局部放電和強電場下加速的載流子的共同作用下，將進(jìn)一步導(dǎo)致缺陷呈樹枝狀發(fā)展，電樹枝由此引發(fā)。因此，電樹枝引發(fā)通常是以局部放電信號出現(xiàn)為標(biāo)志的。當(dāng)局部放電測試靈敏度足夠高時，即可將局部放電引發(fā)電壓視為試樣的起樹電壓[18-19]。HFCT檢測局部放電是通過耦合電氣設(shè)備接地引線上的脈沖電流來實現(xiàn)的。局部放電信號在地線上引起的高頻脈沖電流信號可以用HFCT感應(yīng)采集，當(dāng)系統(tǒng)具有足夠高的靈敏度時，一旦檢測到局部放電信號，即可認(rèn)為電樹枝在此時引發(fā)，稱此時在試樣上施加的電壓為局部放電起始電壓，即基于HFCT測試系統(tǒng)的起樹電壓。這種基于HFCT檢測電樹枝引發(fā)局部放電的方法不僅保障了測量的安全性，還不會受限于試樣的透明度，是一種適用于測試非透明試樣起樹電壓的試驗方法。

通常HFCT可分為外積分式和內(nèi)積分式電流傳感器。外積分式電流傳感器對積分電路的頻率特性響應(yīng)十分敏感，傳感器檢測頻帶被限制；而內(nèi)積分式電流傳感器直接采用并聯(lián)積分電阻，檢測頻帶范圍不受限制，可適用于測量ns級的脈沖信號，因此本文制作的HFCT采用內(nèi)積分式電流傳感器，積分電阻為100 Ω。磁芯材質(zhì)采用靈敏度較高的鎳鋅鐵氧體材料NiZn200。磁芯外徑為85 mm，內(nèi)徑為55 mm，厚度為15 mm，線圈匝數(shù)N為10匝。

2 電樹測試系統(tǒng)性能測試

2.1 測試系統(tǒng)的最小放電量標(biāo)定

在完成HFCT的制作后，需要對系統(tǒng)可測試的最小放電量進(jìn)行標(biāo)定。測試原理圖如圖3所示，采用JZF-10型校正電量發(fā)生器進(jìn)行放電量標(biāo)定，將校正脈沖發(fā)生器替換電樹枝試樣連接在放電模型兩端，標(biāo)定過程中以輸出電壓幅值作為衡量放電強弱的參數(shù)，調(diào)節(jié)校正脈沖發(fā)生器分別輸出5、10、50、100 pC的標(biāo)準(zhǔn)脈沖波，不同校準(zhǔn)放電信號對應(yīng)的脈沖信號如圖4所示。

圖3 最小放電量標(biāo)定測試原理圖Fig.3 Schematic diagram of minimum discharge calibration test

圖4 不同校準(zhǔn)放電信號對應(yīng)的脈沖信號Fig.4 Pulse waveforms triggered by different calibration discharge signals

由圖4可知，HFCT檢測到的脈沖信號幅值分別為0.002 9、0.004 0、0.033 0、0.047 0 V，其與放電量的相關(guān)度如圖5所示?？梢娫揌FCT能可靠地檢測到小至5 pC的信號，背景噪聲較小。雖然其測得電壓信號幅值與放電量的線性相關(guān)度較弱，但是對于局部放電起始和熄滅電壓的定性判斷具有很高的可靠性，可以通過放電信號判定電樹枝引發(fā)電壓的大小。因高壓接引線上存在放電，故局部放電系統(tǒng)的最大無局部放電電壓以小于變壓器的最大無局部放電電壓進(jìn)行標(biāo)定，同時為保障測試可靠性，該最大值須遠(yuǎn)大于試驗材料的起樹電壓?；诖?，本文選取的高壓接引線為含有內(nèi)屏蔽層的定制高壓乙丙橡膠電纜，經(jīng)測試，系統(tǒng)最大無局放電壓大于20 kV，遠(yuǎn)高于測得的試樣局部放電起始電壓最大值，滿足本文的測試條件。電樹枝引發(fā)試驗過程為：依次對每個電樹枝試樣以0.5 kV/s的升壓速率對針電極施加工頻高壓，當(dāng)HFCT檢測到大于0.002 9 V的放電信號時，立即停止升壓，記錄當(dāng)前電壓為該試樣的電樹枝引發(fā)電壓。

圖5 放電量與輸出電壓幅值關(guān)系圖Fig.5 Relationship between discharge capacity and output voltage amplitudes

2.2 局部放電頻譜特性

由于HFCT能檢測到小至5 pC的信號，測試靈敏度較高，測試時，在外加電壓的作用下，高壓線路中電場分布不均勻處均有可能產(chǎn)生干擾放電信號。為驗證放電信號是否源于電樹枝引發(fā)，并借此確定交流起樹電壓試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，分別模擬線路中其他介質(zhì)發(fā)生放電時檢測到的放電信號，對液體絕緣介質(zhì)放電（無試樣）、液體絕緣介質(zhì)放電（有試樣）、高壓接引線絕緣層放電及尖端空氣放電等進(jìn)行試驗，采集其對應(yīng)的放電脈沖信號，利用傅里葉變換得到對應(yīng)干擾放電信號的放電頻譜，并與電樹枝試樣引發(fā)的放電頻譜作比較，結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出，電樹枝引發(fā)放電的主頻譜為12.9 MHz左右，對應(yīng)幅值為50 mV時的頻率大約為2.5 MHz；高壓接引線絕緣層放電的主頻譜在13.0 MHz左右，與電樹枝放電的主頻譜相近，但對應(yīng)幅值50 mV時的頻率為9.1 MHz，大于電樹枝引發(fā)放電幅值為50 mV時的頻率，且高壓接引線由于采用了含內(nèi)屏蔽層的橡皮絕緣電纜，絕緣層中電場分布較為均勻，使其局部放電電壓遠(yuǎn)高于電樹枝被引發(fā)時的局部放電電壓，因此實際試驗過程中不會出現(xiàn)該放電信號；無試樣存在時，針電極尖端處的液體絕緣介質(zhì)放電主頻譜在6.8 MHz左右；有試樣時，試樣電極邊緣處液體絕緣介質(zhì)放電的主頻譜在6.4 MHz左右，當(dāng)針電極暴露于空氣中，尖端空氣出現(xiàn)局部放電的主頻譜在6.6 MHz左右，以上3種干擾信號的局部放電主頻譜均不同于聚合物電樹枝引發(fā)放電的主頻譜，因此可以證明基于HFCT的起樹電壓測試系統(tǒng)在特定頻率下測得的局部放電信號均是由試樣電樹枝引發(fā)所致。

圖6 電樹枝與不同干擾信號局部放電的幅頻特性曲線Fig.6 Amplitude-frequency characteristic curves of partial discharge of electrical tree and different interference signals

對5個PP試樣進(jìn)行電樹枝引發(fā)測試，測試過程中在示波器上采集電樹枝引發(fā)時的放電脈沖，經(jīng)傅里葉變換后得到放電頻譜，放入同一坐標(biāo)系中進(jìn)行比較，幅頻特性曲線如圖7所示。

圖7 多個電樹枝引發(fā)放電的幅頻特性曲線Fig.7 Amplitude-frequency characteristic curves of electrical tree induced discharges

由圖7可知，電樹枝引發(fā)的放電頻譜除幅值上略有差異外（幅值越大，特征起樹電壓越高），主頻譜均在12.9 MHz左右，這一現(xiàn)象驗證了電樹枝放電圖譜的一致性。因此，采用本測試系統(tǒng)進(jìn)行電樹枝引發(fā)試驗時，只需分析其放電頻譜即可排除線路中其他放電信號對基于HFCT的測試系統(tǒng)的起樹電壓測試結(jié)果的影響，排除因此導(dǎo)致的結(jié)果誤判。

2.3 測試系統(tǒng)可靠性驗證

為驗證基于HFCT的測試系統(tǒng)對起樹電壓的測試結(jié)果可靠性，用透明材料XLPE加以驗證，具體方法如下：在基于HFCT的起樹電壓測試系統(tǒng)上再連接CCD與顯微鏡頭系統(tǒng)，加壓過程中同時記錄攝像系統(tǒng)與示波器信號的變化，當(dāng)攝像系統(tǒng)觀察到XLPE試樣起樹時，記錄此時的電壓為視覺起樹電壓（即在計算機(jī)顯示屏上觀察到試樣引發(fā)10 μm電樹枝時施加的電壓），與此同時當(dāng)示波器出現(xiàn)連續(xù)的放電脈沖時，記錄此時的電壓為局部放電起始電壓，即基于HFCT測試系統(tǒng)的起樹電壓，加壓時采取線性升壓方式，試驗結(jié)果采用兩參數(shù)Weibull分布處理，如圖8所示。

圖8 XLPE試樣視覺起樹電壓與局部放電起始電壓、熄滅電壓的Weibull分布圖Fig.8 Weibull distribution of electrical tree initiation voltage determined by vision,partial discharge initiation voltage,and extinction voltage of XLPE samples

由圖8可知，視覺起樹電壓與基于HFCT測試系統(tǒng)測得的起樹電壓特征值和數(shù)據(jù)分散性幾乎一致，因為HFCT可測得的最小放電量稍高一些，所以HFCT測得的起樹電壓比視覺起樹電壓大一些，但相差甚微，可以證明對于XLPE針板電極試樣，視覺起樹電壓和基于HFCT測試系統(tǒng)測量的起樹電壓具有較高的一致性。PP和XLPE同屬于聚烯烴絕緣材料，本研究采用的PP是乙烯和丙烯的共聚物，其半結(jié)晶的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分上均與XLPE具有較高相似度，同時測試中發(fā)現(xiàn)，XLPE試樣的局部放電主頻譜與PP試樣的局部放電主頻譜均在12.9 MHz附近，因此可以認(rèn)為，對于PP的針板電極試樣而言，排除雜散局部放電信號的影響后，采用局部放電起始電壓作為PP試樣起樹電壓在測試誤差上是可以接受的。

3 結(jié)果及討論

3.1 電壓穩(wěn)定劑對PP起樹電壓的影響

AOHBP、RBBT和RQCT 3種電壓穩(wěn)定劑不同含量對PP電樹枝引發(fā)過程局部放電起始電壓的影響如圖9所示。

圖9 3種電壓穩(wěn)定劑含量對PP起樹電壓的影響Fig.9 Effects of three voltage stabilizers content on the electrical tree initiation voltage of PP

從圖9可以看出，未經(jīng)改性的純PP特征起樹電壓為7.6 kV，當(dāng)電壓穩(wěn)定劑添加量為0.2份時，電壓穩(wěn)定劑AOHBP、RQCT都提高了PP的起樹電壓，提高比例分別為11.3%和1.1%，而RBBT未能提高PP的起樹電壓；當(dāng)添加0.4份電壓穩(wěn)定劑時，3種電壓穩(wěn)定劑對PP的起樹電壓分別提高了2.5%、18.1%、1.9%；當(dāng)添加0.6份電壓穩(wěn)定劑時，AOHBP對PP的起樹電壓提高得最多，為33.0%，而RBBT提高了9.2%，RQCT提高了3.7%。

3.2 電壓穩(wěn)定劑對PP局部放電熄滅電壓的影響

AOHBP、RBBT和RQCT 3種電壓穩(wěn)定劑不同含量對PP局部放電熄滅電壓的影響如圖10所示。

圖10 3種電壓穩(wěn)定劑含量對PP局部放電熄滅電壓的影響Fig.10 Effects of three voltage stabilizers content on the partial discharge extinction voltage of PP

從圖10可以看出，PP的局部放電熄滅電壓為3.3 kV，當(dāng)電壓穩(wěn)定劑添加量為0.2份時，AOHBP和RQCT都提高了PP的局部放電熄滅電壓，提高比例分別為22.9%和15.1%，而RBBT沒有提高PP的局部放電熄滅電壓；當(dāng)添加0.4份電壓穩(wěn)定劑時，3種電壓穩(wěn)定劑對PP的局部放電熄滅電壓分別提高了16.9%、30.7%、19.9%；當(dāng)添加0.6份電壓穩(wěn)定劑時，AOHBP對PP的局部放電熄滅電壓提高得最多，為32.5%，而RBBT提高了7.8%，RQCT提高了24.4%。

為了更清晰地展現(xiàn)3種電壓穩(wěn)定劑抑制電樹枝引發(fā)的效果強弱，繪制了柱狀圖，如圖11所示。

圖11 3種電壓穩(wěn)定劑對PP起樹電壓與局部放電熄滅電壓的影響柱狀圖Fig.11 Effect of three voltage stabilizers on the electrical tree initiation voltage and partial discharge extinction voltage of PP

從圖11可以看出，電壓穩(wěn)定劑抑制電樹枝引發(fā)的作用效果隨添加量而變化，3種電壓穩(wěn)定劑的最優(yōu)組分分別為PP+0.6份AOHBP、PP+0.4份RBBT、PP+0.6份RQCT，其中PP+0.6份AOHBP抑制電樹枝引發(fā)的效果最好。

電壓穩(wěn)定劑對PP電樹枝引發(fā)的抑制作用主要體現(xiàn)在局部放電起始電壓（起樹電壓）和局部放電熄滅電壓兩個參數(shù)上。局部放電起始電壓越高，材料在強電場下引發(fā)電樹枝越難；局部放電熄滅電壓越大，說明材料出現(xiàn)局部放電缺陷后，越容易抑制其進(jìn)一步破壞。局部放電熄滅電壓顯著低于放電起始電壓的原因是，當(dāng)PP承受的電場超過絕緣介質(zhì)內(nèi)缺陷的承受能力時，就會產(chǎn)生局部放電，這時相當(dāng)于在介質(zhì)內(nèi)打開了一個電子自由移動的通道，呈不規(guī)則樹枝狀；當(dāng)電壓逐步降低至電子失去活性，無法再擊穿瑕疵，局部放電停止，此時的電壓稱為熄滅電壓，局部放電發(fā)生之前，缺陷較小或不存在缺陷，而局部放電之后，放電導(dǎo)致?lián)p傷累積，缺陷尺寸放大，殘余放電電荷較多，使得局部放電可以在相對較低的電壓下保持。

關(guān)于電壓穩(wěn)定劑抑制聚合物電樹枝化的機(jī)理，國內(nèi)外學(xué)者以LDPE或XLPE作為對象做了較為深入的研究。本研究選取的芳香酮類電壓穩(wěn)定劑具有較高的電子親和能、較低的電離勢和較小的HOMO-LUMO能隙，相比PP的脂肪族大分子，電壓穩(wěn)定劑分子更易接受強電場下加速的高能電子沖擊，當(dāng)高能電子與電壓穩(wěn)定劑分子發(fā)生碰撞后，電壓穩(wěn)定劑分子會通過激發(fā)（主要過程）或電離（次要過程）吸收高能電子能量，以光子或熱量等方式耗散，削弱高能電子對PP大分子的破壞，抑制隨后的大分子降解和低密度缺陷的形成。對比電壓穩(wěn)定劑在不同聚合物基體中的作用效果可知，同一類電壓穩(wěn)定劑在XLPE中的作用效果相對更優(yōu)，例如AOHBP在XLPE中至多可提高起樹電壓約1倍[22]，而在本研究的共聚PP中僅能提高起樹電壓約33.0%，這是由于電壓穩(wěn)定劑的作用效果不僅取決于電壓穩(wěn)定劑分子本身的量子化學(xué)特性，同時也對聚合物微觀結(jié)構(gòu)及其在材料中的分散性有所依賴。相比XLPE，PP不存在交聯(lián)鍵，且結(jié)晶度更高，球晶尺寸更大，電壓穩(wěn)定劑主要分布于較大球晶之間，其分散性相比在XLPE中可能有所削弱，這可能是其對PP電樹枝引發(fā)抑制效果相對較弱的原因。

4 結(jié)論

（1）設(shè)計制作的用于測試非透明試樣電樹枝引發(fā)電壓局部放電的高頻電流傳感器，可分辨的最小局部放電量為5 pC。

（2）基于HFCT的起樹電壓測試系統(tǒng)采集到的電樹枝引發(fā)時局部放電信號的脈沖電流為連續(xù)的衰減震蕩波，PP試樣中電樹枝引發(fā)過程導(dǎo)致的局部放電的主頻譜在12.9 MHz左右，借助放電頻譜的區(qū)別可以排除測試線路中其他放電信號對測試結(jié)果的影響，能夠可靠地測試非透明試樣的起樹電壓。

（3）3種芳香酮電壓穩(wěn)定劑均能提高共聚PP的起樹電壓和電樹枝局部放電的熄滅電壓，最優(yōu)組分分別為PP+0.6份AOHBP、PP+0.4份RBBT、PP+0.6份RQCT，其中0.6份AOHBP抑制PP電樹枝引發(fā)的效果最好，使得起樹電壓提高了33.0%。