CB/LDPE复合介质抑制空间电荷机制及电导特性对电场分布的影响

作者：闫志雨; 赵洪; 韩宝忠; **明; 王颖; 张辉

来源：中国电机工程学报, 2017, 37(14): 4254-4305.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.162426

• 低密度聚乙烯
• 炭黑
• 空间电荷
• 直流电导
• 电场分布

为研究低剂量炭黑(carbon black,CB)对低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)空间电荷和电导特性的影响,该文采用熔融共混法制备了CB/LDPE复合介质,利用电声脉冲法测试LDPE和CB/LDPE复合介质的空间电荷分布,并在不同温度下测试了其直流电导特性。采用量子化学分子动力学模拟等手段对CB/LDPE复合介质的陷阱特性进行研究。另外采用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics分别仿真研究了以LDPE和CB/LDPE复合介质为绝缘的直流电缆绝缘层内电场分布。结果表明:CB/LDPE复合介质具有较强的空间电荷抑制能力、较低的电导率和电导温度依赖特性;CB颗粒作为陷阱具有较强的捕获电子能力;CB/LDPE复合介质在较大温度梯度下可有效地抑制绝缘层外侧场强的显著增加。分析认为CB颗粒的陷阱作用是改善CB/LDPE复合介质空间电荷和电导特性的主要原因,而CB/LDPE复合介在较大温度梯度下抑制场强畸变则归因于其合理的电导特性。

• 单位
  哈尔滨理工大学; 中国科学院长春应用化学研究所; 稀土资源利用国家重点实验室