極性反轉(zhuǎn)下炭黑-聚乙烯復(fù)合材料空間電荷的研究.pdf

1、近年來隨著直流輸電技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，在直流電纜運行的各種工況下都具有良好電氣性能的絕緣材料擁有廣闊的應(yīng)用前景與實用價值?？臻g電荷的積聚并造成局部場強畸變是直流電纜絕緣材料在運行過程中存在的一個嚴重問題，并且在電壓極性反轉(zhuǎn)工況下的場強畸變可能更加嚴重。本文通過熔融共混制備了納米炭黑/低密度聚乙烯（CB/LDPE）復(fù)合試樣，采用電聲脈沖法(PEA)研究了復(fù)合試樣在直流電場及電壓極性反轉(zhuǎn)過程中的空間電荷特性和場強分布。并且研究了極性反轉(zhuǎn)過程對

2、后續(xù)直流電場下LDPE以及CB/LDPE復(fù)合試樣空間電荷特性的影響。同時測試分析了復(fù)合試樣的直流擊穿場強、直流電導率和介電常數(shù)等電氣特性。
　　研究結(jié)果表明，摻雜適當濃度的CB填料后，在直流電場下，試樣的空間電荷注入場強閾值提高，有效地抑制了同極性電荷的注入，電場分布得到改善，同時直流擊穿場強有所降低，介電常數(shù)和介損角正切略有增大。在電壓極性反轉(zhuǎn)過程中，電極附近殘余的電荷量減少，抑制了極性反轉(zhuǎn)過程中的場強畸變。另外，LDPE中摻入

3、的CB填料濃度過大會減弱對電荷注入和場強畸變的抑制效果。
　　同時，極性反轉(zhuǎn)之前注入并累積在電極附近的同極性電荷，在外施電壓極性反轉(zhuǎn)并保持60分鐘后，這類空間電荷依然沒有完全消散，并造成嚴重的局部場強畸變。試樣中深淺陷阱電荷密度增大。添加適量納米CB填料后，復(fù)合試樣陷阱能級增大，在極性反轉(zhuǎn)后淺陷阱俘獲的電荷密度變小，深陷阱俘獲的電荷密度增大，總體上降低了反轉(zhuǎn)后試樣內(nèi)的平均電荷密度。本文在綜合分析各項電氣特征量的基礎(chǔ)上，初步篩選出綜