《表1 XLPE、1wt%SiO2/XLPE复合材料和±500kV-XLPE的直流接地电树枝分形维数和占空比》

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《纳米SiO_2对交联聚乙烯交/直流击穿强度和耐电树枝性能影响》

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由于1wt%SiO2/XLPE复合材料具有最高的交/直流击穿强度，同时其抑制直流接地电树枝引发的作用最优，因此下文仅对XLPE、1wt%SiO2/XLPE复合材料和±500kV-XLPE三种材料进行直流接地电树枝生长特性测试，在各个测试电压下三种材料的直流接地电树枝形貌特征基本相同。以-20kV为例，加压不同周期后XLPE、1wt%SiO2/XLPE复合材料和±500kV-XLPE电树枝的典型形貌如图6所示。可以看到，XLPE、1wt%SiO2/XLPE复合材料和±500kV-XLPE的直流接地电树枝均为典型枝状，电树枝生长观测过程中发现直流接地电树枝在恒压阶段不生长，仅在短路的一刹那生长，随着加压-短路周期次数的增加，电树枝的长度和宽度逐步增加，同时电树枝主干通道的颜色逐渐变深，直径逐步增大，每个分支端部生成若干细小分叉。其中1wt%SiO2/XLPE复合材料的电树枝颜色较浅，这是由于纳米SiO2/XLPE复合材料透明度相对较低导致的。为对电树枝的形貌进行数值化分析，按照文献[26]中具体描述的方法，统计了图6中-20kV电压下直流接地电树枝的计盒分形维数（简称分形维数）和占空比，分别对应列于表1中。分形维数反应树枝结构复杂程度，越大则树枝越趋于稠密的从状，越小则越趋于稀疏的枝状，占空比近似反应树枝的破坏范围，占空比越大，破坏范围越大[26]。由表1可知，随着电树枝的生长，分形维数增大，占空比也逐渐增大，1wt%SiO2/XLPE复合材料拥有最低的分形维数和最小的占空比，说明添加1wt%纳米SiO2能有效抑制电树枝对XLPE的破坏作用。