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請(qǐng)問有沒有研究空間電荷的,如何減小材料的空間電荷

聚合物絕緣中空間電荷的形成機(jī)理和抑制方法 屠德民  尹毅  黨智敏

（西安交通大學(xué)  710049）

主題詞：聚合物絕緣  空間電荷  介電性能
項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：59777001
成果簡(jiǎn)介：
　  系統(tǒng)地研究了聚乙烯和交聯(lián)聚乙烯絕緣在不同老化程度下和不同電場(chǎng)強(qiáng)度下，空間電荷的分布情況，查明了在低電場(chǎng)強(qiáng)度下空間電荷來源于雜質(zhì)的電離，在高電場(chǎng)強(qiáng)度下空穴注入作用明顯。通過添加填料、極性聚合物和新成核劑，達(dá)到了減少空間電荷的目的。并研究了空間電荷對(duì)試樣介電強(qiáng)度的影響，提出了提高絕緣介電強(qiáng)度的方法。
    1. 理論成果部分:
    a. 通過空間電荷分布、熱激勵(lì)電流譜和熱激勵(lì)發(fā)光譜三種測(cè)量，查明了聚乙烯和含有自由基清除劑的聚乙烯試樣在電老化過程中，空間電荷分布與分子運(yùn)動(dòng)變化的關(guān)系，電老化增加了各種能級(jí)上的陷阱密度、增加了分子鏈和鏈段的運(yùn)動(dòng)、陷阱的活化能。陷阱總數(shù)和復(fù)合中心總數(shù)隨著老化時(shí)間的增加而線性增加；在未老化試樣中，空間電荷來源於雜質(zhì)的電離，異極電荷對(duì)電場(chǎng)的增強(qiáng)作用，又促使同極電荷的發(fā)射，三種聯(lián)合測(cè)量的試驗(yàn)結(jié)果表明，用自由基清除劑可以抑制聚乙烯電老化過程中較深能級(jí)陷阱的產(chǎn)生，但對(duì)抑制復(fù)合中心的作用不明顯。
    b. 查明了聚乙烯試樣中空間電荷、電樹枝和水樹枝三者之間的關(guān)系，確定了空間電荷可以作為衡量材料抗電樹和水樹性能的參數(shù)，為建立無損檢測(cè)找到了理論根據(jù)。
    2. 應(yīng)用研究成果:
    a.  國(guó)外制造超高壓直流電力電纜在塑料絕緣中添加無機(jī)填料消除空間電荷，本項(xiàng)目除使用 BaTiO3之外，還選用了分子結(jié)構(gòu)和聚乙烯相似的聚合物作為空間電荷抑制劑，當(dāng)EAA 含量為1%，可提高聚乙烯正負(fù)極性預(yù)壓短路電樹的50%起始電壓分別為11.9% 和14.6%；提高交聯(lián)聚乙烯正負(fù)極性預(yù)壓短路電樹的50%起始分電壓別10.2%和19.6%；在 4kV工頻電壓下，使聚乙烯水樹起始率由70%降低到零、使交聯(lián)聚乙烯水樹起始率由80% 降低到5%.為研制國(guó)產(chǎn)耐水樹枝的交聯(lián)聚乙烯電纜料提供了配方。
    b. 首次用成核劑——三梨糖醇減少聚乙烯中的空間電荷，并確定最佳含量為0.2%，短路后所有的空間電荷都能消失，三梨糖醇不但能使球晶尺寸減小，還能使鏈的端基從結(jié)晶區(qū)排斥出來，進(jìn)入無定形區(qū)，使雜質(zhì)分布均勻，有望開發(fā)一種新的超高壓直流電纜料。

空間電荷主要與電場(chǎng)強(qiáng)度、加壓時(shí)間及溫度有關(guān)。形成原因主要是材料的陷阱作用造成的。抑制方法一般是將材料改性，材料中加入納米級(jí)的其它材料�，F(xiàn)今比較常用的空間電荷測(cè)量方法為電聲脈沖發(fā)。