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低压电缆绝缘热氧老化过程中介电响应的Davidson-Cole分析
被引量：
5
1
作者
王镜然
王英杰
+2 位作者
庄宏伟
纪民尊
刘文凤
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期4030-4039,共10页
基于Davidson-Cole模型提取极化响应的弛豫强度、弛豫时间及电导损耗等特征量,分析热氧老化过程中核级低压电缆绝缘各特征量的变化规律,阐明老化过程中微观与宏观性能下降的一致性。首先在165℃下对试样进行人工加速老化实验,获得不同...
基于Davidson-Cole模型提取极化响应的弛豫强度、弛豫时间及电导损耗等特征量,分析热氧老化过程中核级低压电缆绝缘各特征量的变化规律,阐明老化过程中微观与宏观性能下降的一致性。首先在165℃下对试样进行人工加速老化实验,获得不同劣化程度的试样,测试老化过程中试样理化特性、力学特性与介电响应的变化规律,发现老化过程中试样发生再交联反应,老化后期氧化反应加速进行;然后利用Davidson-Cole介电模型提取弛豫与电导特征参数,发现分子链段运动弛豫强度Δεα、热离子弛豫强度Δεδ与直流电导率σ_(dc)随老化时间增加呈逐渐下降趋势,老化504 h后,氧化反应的加速进行减缓了Δεα与σ_(dc)的下降,再交联反应对特征参数的变化起主导作用;最后对介电模型特征参数Δεα、Δεδ、σ_(dc)与断裂伸长率进行初步拟合,结果显示Δεα、Δεδ和σ_(dc)与断裂伸长率呈正相关,可见频域介电谱的定量分析可应用于低压电缆老化状态评估。
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关键词
低压电缆
热氧老化
介电响应
Davidson-Cole模型
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职称材料
聚丙烯载流子输运与能量积累调制直流击穿威布尔分布特性仿真研究
被引量：
5
2
作者
蔡姝娆
高梓巍
+5 位作者
纪民尊
姚佳池
李鹏新
闵道敏
李盛涛
武庆周
《电气工程学报》
CSCD
2021年第2期50-59,共10页
聚丙烯因其优异的电气和化学性能被广泛应用于薄膜电容器,但直流电场中电介质的击穿是制约电容器储能密度提高的关键因素。外施强电场作用下,电极/绝缘电介质界面注入的电荷在电场力驱动下输运并积累能量,形成泄漏电流,积聚空间电荷、...
聚丙烯因其优异的电气和化学性能被广泛应用于薄膜电容器,但直流电场中电介质的击穿是制约电容器储能密度提高的关键因素。外施强电场作用下,电极/绝缘电介质界面注入的电荷在电场力驱动下输运并积累能量,形成泄漏电流,积聚空间电荷、畸变电场,最终导致绝缘电介质发生击穿破坏。从载流子输运和能量积累造成绝缘电介质击穿的物理过程,提炼出决定击穿场强分散性的电荷注入势垒、试图逃逸频率、载流子迁移率、陷阱能级、陷阱密度和陷阱捕获概率六个电荷输运特征参数。将电荷输运特征参数设置为随机变量,采用电荷输运和分子链位移调制击穿模型仿真了载流子输运与能量积累过程,得到的击穿强度计算结果服从威布尔分布。建立了威布尔特征击穿强度与形状分布参数随不同电荷输运随机变量方差的变化关系:随着方差的增大,特征击穿强度基本稳定在试验值附近,形状分布参数由于击穿数据分散性增大而下降。对比各输运参数方差与威布尔分布的关系,发现威布尔分布对陷阱能级的依赖性较强,对试图逃逸频率和迁移率的依赖性较弱,对注入势垒和陷阱捕获概率的依赖性最弱。研究结果阐释了电荷输运随机变量通过调控载流子输运与能量积累改变击穿威布尔分布特性的作用机理。
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关键词
直流击穿威布尔分布
形状分布参数
电荷输运随机变量
载流子输运与能量积累
分子链位移与自由体积扩张
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职称材料
题名
低压电缆绝缘热氧老化过程中介电响应的Davidson-Cole分析
被引量：
5
1
作者
王镜然
王英杰
庄宏伟
纪民尊
刘文凤
机构
电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)
苏州热工研究院有限公司
广西防城港核电有限公司
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期4030-4039,共10页
基金
陕西省重点研发计划资助项目(2020ZDLGY09-10)。
文摘
基于Davidson-Cole模型提取极化响应的弛豫强度、弛豫时间及电导损耗等特征量,分析热氧老化过程中核级低压电缆绝缘各特征量的变化规律,阐明老化过程中微观与宏观性能下降的一致性。首先在165℃下对试样进行人工加速老化实验,获得不同劣化程度的试样,测试老化过程中试样理化特性、力学特性与介电响应的变化规律,发现老化过程中试样发生再交联反应,老化后期氧化反应加速进行;然后利用Davidson-Cole介电模型提取弛豫与电导特征参数,发现分子链段运动弛豫强度Δεα、热离子弛豫强度Δεδ与直流电导率σ_(dc)随老化时间增加呈逐渐下降趋势,老化504 h后,氧化反应的加速进行减缓了Δεα与σ_(dc)的下降,再交联反应对特征参数的变化起主导作用;最后对介电模型特征参数Δεα、Δεδ、σ_(dc)与断裂伸长率进行初步拟合,结果显示Δεα、Δεδ和σ_(dc)与断裂伸长率呈正相关,可见频域介电谱的定量分析可应用于低压电缆老化状态评估。
关键词
低压电缆
热氧老化
介电响应
Davidson-Cole模型
Keywords
Low-voltage cables
thermal-oxidative aging
dielectric response characteristics
Davidson-Cole model
分类号
TM215.92 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
聚丙烯载流子输运与能量积累调制直流击穿威布尔分布特性仿真研究
被引量：
5
2
作者
蔡姝娆
高梓巍
纪民尊
姚佳池
李鹏新
闵道敏
李盛涛
武庆周
机构
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
中国工程物理研究院流体物理研究所
出处
《电气工程学报》
CSCD
2021年第2期50-59,共10页
文摘
聚丙烯因其优异的电气和化学性能被广泛应用于薄膜电容器,但直流电场中电介质的击穿是制约电容器储能密度提高的关键因素。外施强电场作用下,电极/绝缘电介质界面注入的电荷在电场力驱动下输运并积累能量,形成泄漏电流,积聚空间电荷、畸变电场,最终导致绝缘电介质发生击穿破坏。从载流子输运和能量积累造成绝缘电介质击穿的物理过程,提炼出决定击穿场强分散性的电荷注入势垒、试图逃逸频率、载流子迁移率、陷阱能级、陷阱密度和陷阱捕获概率六个电荷输运特征参数。将电荷输运特征参数设置为随机变量,采用电荷输运和分子链位移调制击穿模型仿真了载流子输运与能量积累过程,得到的击穿强度计算结果服从威布尔分布。建立了威布尔特征击穿强度与形状分布参数随不同电荷输运随机变量方差的变化关系:随着方差的增大,特征击穿强度基本稳定在试验值附近,形状分布参数由于击穿数据分散性增大而下降。对比各输运参数方差与威布尔分布的关系,发现威布尔分布对陷阱能级的依赖性较强,对试图逃逸频率和迁移率的依赖性较弱,对注入势垒和陷阱捕获概率的依赖性最弱。研究结果阐释了电荷输运随机变量通过调控载流子输运与能量积累改变击穿威布尔分布特性的作用机理。
关键词
直流击穿威布尔分布
形状分布参数
电荷输运随机变量
载流子输运与能量积累
分子链位移与自由体积扩张
Keywords
Weibull distribution of DC breakdown
shape distribution parameter
charge transport random variables
carrier transport and energy accumulation
chain displacement and free volume expansion
分类号
TM85 [电气工程—高电压与绝缘技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
低压电缆绝缘热氧老化过程中介电响应的Davidson-Cole分析
王镜然
王英杰
庄宏伟
纪民尊
刘文凤
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
5
下载PDF
职称材料
2
聚丙烯载流子输运与能量积累调制直流击穿威布尔分布特性仿真研究
蔡姝娆
高梓巍
纪民尊
姚佳池
李鹏新
闵道敏
李盛涛
武庆周
《电气工程学报》
CSCD
2021
5
下载PDF
职称材料
已选择
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