發(fā)布時(shí)間：2022-01-11 20:25

　　直流電纜附件是直流輸電系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),為研究非線(xiàn)性電導(dǎo)對(duì)極性反轉(zhuǎn)電壓下電纜附件硅橡膠絕緣電荷積聚特性的影響,通過(guò)添加SiC顆粒制備具有非線(xiàn)性電導(dǎo)的硅橡膠復(fù)合材料試樣,利用三電極法和表面電位測(cè)量系統(tǒng)獲得試樣的電導(dǎo)率和表面電荷特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:由于試樣中SiC晶粒的晶格振動(dòng)引起載流子晶格散射,高溫會(huì)造成試樣電導(dǎo)率降低;試樣表面電荷平面分布特性表明,電暈電壓極性反轉(zhuǎn)后,平板試樣內(nèi)部殘留的原極性電荷與表面的異極性電荷提高了局部電場(chǎng)強(qiáng)度,使試樣的電導(dǎo)率升高,加速了表面電荷向試樣內(nèi)部遷移和異極性電荷中和過(guò)程,抑制了表面電荷的積聚。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)電力. 2020,53(09)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

30℃時(shí)SiR復(fù)合材料電導(dǎo)率特性

在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度下，隨著溫度的升高，不同SiC含量的試樣表現(xiàn)出不同的電導(dǎo)率變化特性。圖2為15 kV/mm電場(chǎng)強(qiáng)度下試樣的電導(dǎo)率隨溫度的變化情況�？梢钥闯�，M0的電導(dǎo)率隨溫度升高大幅上升，M60的電導(dǎo)率幾乎恒定，而M90的電導(dǎo)率出現(xiàn)了小幅下降。這是因?yàn)樵嚇又袇⑴c導(dǎo)電的載流子主要來(lái)源于電極注入、雜質(zhì)電離和SiC本征激發(fā)，而硅橡膠基體提供的可能被激發(fā)參與導(dǎo)電過(guò)程的粒子都處于價(jià)帶之中，同時(shí)絕緣材料的禁帶相對(duì)較寬，粒子難以跨越，造成其電導(dǎo)較低。對(duì)M0而言，當(dāng)溫度提升時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)使粒子具有更多的能量躍遷進(jìn)入導(dǎo)帶成為載流子，并在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下遷移。因此，從宏觀上看，溫度升高可使M0的電導(dǎo)率變大。與硅橡膠基體不同，SiC晶格中的原子都在其平衡位置附近做微振動(dòng)[16]，當(dāng)外施電場(chǎng)存在時(shí)，本征激發(fā)產(chǎn)生載流子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)形成電流，當(dāng)電流中的載流子與晶格中的振動(dòng)原子相碰撞時(shí)，二者之間發(fā)生能量交換，碰撞載流子的運(yùn)動(dòng)速度、方向都將改變，發(fā)生載流子散射，從而使原電流方向的載流子數(shù)量減少，宏觀上造成電流減弱。同時(shí)，散射概率與溫度成正比[16]，因此SiC顆粒電導(dǎo)率和溫度呈負(fù)相關(guān)性。當(dāng)試樣中的SiC顆含量增大時(shí)，載流子散射對(duì)電導(dǎo)率的影響變得明顯，使得M60和M90的電導(dǎo)率不隨溫度變化或隨溫度升高而降低。2.3 M60和M90電導(dǎo)率溫度特性分析

值得注意的是，M60和M90的電導(dǎo)率在不同電場(chǎng)強(qiáng)度下表現(xiàn)出不同的溫度特性。圖3為50℃、70℃和90℃時(shí)M60的電導(dǎo)率特性�？梢钥闯�，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度小于15 kV/mm時(shí)，其電導(dǎo)率表現(xiàn)出和M0類(lèi)似的隨溫度升高而變大的趨勢(shì)，但這種趨勢(shì)隨著溫度的升高逐漸變��；當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到15 kV/mm時(shí)，電導(dǎo)率隨溫度的升高變得不明顯。M90類(lèi)似的趨勢(shì)更加明顯，電導(dǎo)率隨溫度降低的趨勢(shì)開(kāi)始出現(xiàn)在更低的電場(chǎng)區(qū)間。這是因?yàn)檩d流子散射對(duì)試樣電導(dǎo)率的影響與發(fā)生散射的載流子數(shù)量有關(guān)。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度變大時(shí)，更多的載流子發(fā)生遷移，發(fā)生散射的載流子數(shù)量隨之增加，其對(duì)電導(dǎo)率的削弱作用逐漸變強(qiáng)，使試樣電導(dǎo)率在高電場(chǎng)區(qū)間隨溫度降低。3 表面電荷特性分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]極性反轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)聚乙烯中空間電荷及瞬態(tài)電場(chǎng)的影響[J]. 陳曦,王霞,吳鍇,彭宗仁,成永紅.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(10)
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[4]水樹(shù)老化XLPE電纜絕緣溫度特性的研究[J]. 楊震.  電線(xiàn)電纜. 2003(01)
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碩士論文
[1]直流電壓下交流XLPE電纜的空間電荷積累特性研究[D]. 李叢健.東北電力大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3583411