為了通過空間電荷脫陷行為反映電纜XLPE絕緣老化程度,提出了一種從XLPE絕緣介質(zhì)的極化-去極化電流(polarization and depolarization current, PDC)中提取出脫陷電流ide-trap的方法與相應(yīng)的陷阱電荷密度Anτn和陷阱深度τn的計算方法。通過從脫陷電流中提取出參數(shù)τn和Anτn,并利用脫陷電流曲線作出ide-trapt～lnt曲線(t為時間),表征了XLPE中陷阱電荷密度與陷阱深度。在分別改變PDC測試時的極化場強、空間電荷注入時長和試樣熱老化程度后計算試樣中陷阱電荷密度和陷阱深度,結(jié)果表明:PDC測試中較高的極化場強更能促進深陷阱中電荷逃逸;隨著空間電荷注入時長增加,中等深度陷阱相較于淺陷阱和深陷阱更容易積聚電荷;XLPE的熱老化首先經(jīng)歷重結(jié)晶階段,后進入熱氧老化階段,結(jié)晶度變化導(dǎo)致XLPE中陷阱數(shù)量先增加后減少,而在整個熱老化過程中陷阱深度逐漸加深。研究結(jié)果表明,基于極化-去極化電流測試可對XLPE中陷阱電荷的脫陷特性進行分析,通過參數(shù)τn、Anτn和ide-trapt～lnt曲線可反映XLPE中陷阱電荷密度及陷阱深度并表征XLPE絕緣...

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圖1極化-去極化電流測試原理圖

隨后，式(1)減去式(2)，得到極化電流中的電導(dǎo)成分為其中陷阱電荷的脫陷電流ide-trap是隨時間衰減的，而電導(dǎo)電流iconduction在極化過程中是恒定的，故當極化時間足夠長時脫陷電流ide-trap衰減趨近于0，此時式(3)右項僅剩下iconduction，故icondu....

圖2空間電荷注入系統(tǒng)

絕緣介質(zhì)中某一能級陷阱電荷的脫陷電流可以表示為[16]圖3薄片試樣PDC測試系統(tǒng)

圖3薄片試樣PDC測試系統(tǒng)

圖2空間電荷注入系統(tǒng)式中：N0(Em)為陷阱能級為Em的陷阱的初始密度；τm為載流子在能級為Em的陷阱中的停留時間。故絕緣介質(zhì)的總脫陷電流為

圖4脫陷電流擬合流程圖

其中右式第1項表示較淺陷阱貢獻的脫陷電流，A0τ0和τ0分別表征較淺陷阱中的陷阱電荷密度與較淺陷阱的近似陷阱深度；右式第2項表示較深陷阱貢獻的脫陷電流，A1τ1和τ1分別表征較深陷阱中的陷阱電荷密度與較深陷阱的近似陷阱深度。圖5脫陷電流分階段線性擬合的實例(n=1)

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