【摘 要】
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近年来随着直流输电技术的应用和发展,在直流电缆运行的各种工况下都具有良好电气性能的绝缘材料拥有广阔的应用前景与实用价值。空间电荷的积聚并造成局部场强畸变是直流电
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近年来随着直流输电技术的应用和发展,在直流电缆运行的各种工况下都具有良好电气性能的绝缘材料拥有广阔的应用前景与实用价值。空间电荷的积聚并造成局部场强畸变是直流电缆绝缘材料在运行过程中存在的一个严重问题,并且在电压极性反转工况下的场强畸变可能更加严重。本文通过熔融共混制备了纳米炭黑/低密度聚乙烯(CB/LDPE)复合试样,采用电声脉冲法(PEA)研究了复合试样在直流电场及电压极性反转过程中的空间电荷特性和场强分布。并且研究了极性反转过程对后续直流电场下LDPE以及CB/LDPE复合试样空间电荷特性的影响。同时测试分析了复合试样的直流击穿场强、直流电导率和介电常数等电气特性。研究结果表明,掺杂适当浓度的CB填料后,在直流电场下,试样的空间电荷注入场强阈值提高,有效地抑制了同极性电荷的注入,电场分布得到改善,同时直流击穿场强有所降低,介电常数和介损角正切略有增大。在电压极性反转过程中,电极附近残余的电荷量减少,抑制了极性反转过程中的场强畸变。另外,LDPE中掺入的CB填料浓度过大会减弱对电荷注入和场强畸变的抑制效果。同时,极性反转之前注入并累积在电极附近的同极性电荷,在外施电压极性反转并保持60分钟后,这类空间电荷依然没有完全消散,并造成严重的局部场强畸变。试样中深浅陷阱电荷密度增大。添加适量纳米CB填料后,复合试样陷阱能级增大,在极性反转后浅陷阱俘获的电荷密度变小,深陷阱俘获的电荷密度增大,总体上降低了反转后试样内的平均电荷密度。本文在综合分析各项电气特征量的基础上,初步筛选出综合电气性能较优的填料配比。
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