非線性絕緣電介質(zhì)交變電場(chǎng)激勵(lì)下介電特性的仿真分析.pdf

1、與廣義電介質(zhì)相比,有“智能絕緣材料”之稱的非線性絕緣電介質(zhì)具有隨場(chǎng)強(qiáng)變化的電導(dǎo)率或(和)相對(duì)介電常數(shù)。它們的廣泛應(yīng)用極大地提高絕緣結(jié)構(gòu)的性能。例如,應(yīng)用于電機(jī)線棒端部防電暈結(jié)構(gòu)中、配電電纜繞包型終端中、超高壓直流電纜以及特高壓直流套管等的絕緣結(jié)構(gòu)中。為此,對(duì)聚合物基無(wú)機(jī)半導(dǎo)體顆粒填料添加的非線性絕緣介質(zhì)的研究得到重視。
　　 本文在采用MATLAB實(shí)現(xiàn)橢球形無(wú)機(jī)填料顆粒在聚合物基體內(nèi)隨機(jī)分布,用COMSOL軟件建立有限元電場(chǎng)仿真

2、分析模型的基礎(chǔ)上,對(duì)非線性絕緣介質(zhì)在交變電場(chǎng)激勵(lì)下進(jìn)行有限元仿真分析。本文產(chǎn)生的仿真模型是可控的,可控參數(shù)包括:立方體基體區(qū)域邊長(zhǎng)、橢球形顆粒數(shù)目、橢球形顆粒形狀尺寸參數(shù)(半軸a、b、c)以及橢球形顆粒兩個(gè)空間取向角度。通過(guò)仿真分析了如上所述各填料顆粒形態(tài)參數(shù)以及外施的交變激勵(lì)特性對(duì)非線性絕緣介質(zhì)復(fù)合材料電導(dǎo)率與介電常數(shù)的影響。
　　 研究發(fā)現(xiàn):摻量逐漸增加時(shí),其電導(dǎo)率及其非線性系數(shù)隨之而增大,其相對(duì)介電常數(shù)也會(huì)隨之增大,填料顆

3、粒摻量越大的模型其ε-E特性曲線上升越快；在0°/0°、0°/45°、0°/90°這三組空間取向角度控制中,分布0°/45°的電導(dǎo)率最大且非線性明顯,而相對(duì)介電常數(shù)是隨著長(zhǎng)軸與XOY面的角度增大而增加的,取向均勻分布的電導(dǎo)率與相對(duì)介電常數(shù)高于取向正態(tài)分布的；隨著粒徑比值的增加復(fù)合材料的電導(dǎo)率反而減小,其非線性系數(shù)也是逐漸減小的,相對(duì)介電常數(shù)卻是增加的,且粒徑比值較大的復(fù)合材料體系的e-E特性曲線上升較快。
　　 在交變激勵(lì)的頻率