強直流電場下交聯(lián)聚乙烯空間電荷特性及機理研究.pdf

1、交聯(lián)聚乙烯被廣泛用作電力電纜絕緣材料，聚乙烯交聯(lián)后獲得的交聯(lián)聚乙烯能大幅提高機械性能，但空間電荷會使絕緣中電場強度的分布發(fā)生畸變，從而縮短電力電纜的使用壽命，因此強直流場下交聯(lián)聚乙烯空間電荷特性一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。但很少有學(xué)者關(guān)注過交聯(lián)效應(yīng)和熱老化對交聯(lián)聚乙烯空間電荷特性的影響，而這又會極大地影響電力電纜的性能。為此，本文采用過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide，DCP)為交聯(lián)劑并以低密度聚乙烯(low densit

2、y polyethylene，LDPE)為基料制備試樣，采用電聲脈沖法（PEA）測得空間電荷分布，研究交聯(lián)效應(yīng)和熱老化對交聯(lián)聚乙烯空間電荷特性的影響。本文主要成果如下：
　　（1）基于實測數(shù)據(jù)對空間電荷密度波形進行了校正。針對目前PEA測量系統(tǒng)中參數(shù)不能反映樣品實際情況從而引起誤差的問題，本文提出采用Concept80寬帶介電譜測試系統(tǒng)獲得實際的εr，由參考信號(REF)和實際厚度d計算獲得實際聲脈沖速度Vsa，然后由實測數(shù)據(jù)計算

3、獲得空間電荷密度波形。
　　（2）研究了交聯(lián)效應(yīng)對聚乙烯空間電荷特性的影響。交聯(lián)效應(yīng)向聚乙烯中引入了負電荷陷阱，并增加了較深電荷陷阱的密度。交聯(lián)后各試樣的閾值場強顯著的大于純聚乙烯，并且隨著交聯(lián)劑含量的增加先增大后減小。外施電場強度較低時，交聯(lián)效應(yīng)使得電荷不易注入和累積；外施電場強度很高時，電荷反而更容易注入和累積。交聯(lián)聚乙烯中更容易出現(xiàn)空間電荷包，電場強度達到100kV/mm時，開始可以觀測到明顯的空間電荷包現(xiàn)象。
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4、3）研究了熱老化對交聯(lián)聚乙烯空間電荷特性的影響。熱老化使得各試樣的工頻(50Hz)εr逐漸增大。熱老化將使得各試樣的閾值場強逐漸減小，且LDPE試樣減小慢 XLPE試樣減小快。熱老化也向聚乙烯中引入了負電荷陷阱，且大大增加了深、淺電荷陷阱的密度。隨著熱老化時間的增加各試樣中的電荷密度都增大，熱老化初期增大較慢而熱老化的末期增大較快，相對于純聚乙烯而言交聯(lián)后試樣中的電荷密度增大得更快。
　?。?）以平均電荷密度為特征參量，分析了各試