非線性-線性雙層介質(zhì)空間電荷特性研究.pdf

1、聚合物絕緣能否成功應(yīng)用于高壓、超高壓直流絕緣中，關(guān)鍵在于能否解決聚合物內(nèi)部積聚的空間電荷問題。多年來，國內(nèi)外眾多學(xué)者都在積極地探索抑制聚合物絕緣中空間電荷的最佳途徑。具有場致增強(qiáng)型非線性電導(dǎo)特性的絕緣材料，在復(fù)雜絕緣結(jié)構(gòu)中可自行均化電場分布，本文利用納米聚合物的非線性電導(dǎo)特性，在聚合物主絕緣與半導(dǎo)電屏蔽層之間增加一層非線性絕緣介質(zhì)作為屏障層。通過調(diào)整非線性屏障層的填料種類和填料比例，探索抑制主絕緣體內(nèi)空間電荷的可能性。
　　采用電

2、聲脈沖法(PEA)對不同濃度的SiC/LDPE、ZnO/LDPE與 LDPE雙層復(fù)合試樣在不同場強(qiáng)、不同電壓極性下的空間電荷分布進(jìn)行測試，分析非線性屏障層對主絕緣內(nèi)空間電荷行為的影響。并利用COMSOL Multiphysics軟件仿真分析不同平均場強(qiáng)下、不同填料種類及濃度下的雙層介質(zhì)界面電荷行為。
　　實驗研究結(jié)果表明：納米復(fù)合材料電導(dǎo)率對納米填料濃度有一定的依賴性；濃度為16.67wt％的SiC/LDPE與ZnO/LDPE雙層

3、復(fù)合試樣非線性層置于陰極側(cè)對雙層介質(zhì) LDPE中空間電荷有一定的抑制效果。短路過程中界面電荷極性與聚乙烯側(cè)電壓極性相同。
　　由仿真分析得知，隨外加平均場強(qiáng)的提高，雙層試樣界面電荷達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需時間縮短，界面電荷可能出現(xiàn)極性翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象；短路時電荷衰減速率與界面電荷數(shù)量有關(guān)，電荷量越高衰減速率越快；界面電荷建立所需的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短路時電荷衰減所需的時間。界面電荷隨電場的變化趨勢由非線性層材料屬性決定，厚度比對其影響較小。對于濃度為20.