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聚丙烯/氧化铝纳米电介质的陷阱与直流击穿特性 被引量：24
1
作者 马超 闵道敏 +4 位作者 李盛涛 郑旭 李西育 闵超 湛海涯 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期277-285,共9页
聚丙烯电介质的直流击穿场强是影响其储能密度的关键因素,纳米氧化铝掺杂是一种提高聚合物电介质击穿场强的有效方法,因此有必要开展聚丙烯/氧化铝纳米电介质直流击穿特性的研究.为了探究其直流击穿机理,通过熔融共混法制备了聚丙烯/氧... 聚丙烯电介质的直流击穿场强是影响其储能密度的关键因素,纳米氧化铝掺杂是一种提高聚合物电介质击穿场强的有效方法,因此有必要开展聚丙烯/氧化铝纳米电介质直流击穿特性的研究.为了探究其直流击穿机理,通过熔融共混法制备了聚丙烯/氧化铝纳米电介质试样,观察了其显微结构,并对其表面电位衰减特性、体电阻率和直流击穿场强进行了测试.实验结果表明,随着纳米氧化铝含量的增加,深陷阱能级和密度、体电阻率和直流击穿场强都呈现先升高后降低的趋势,当纳米氧化铝含量为0.5 wt%时出现最大值,其中,直流击穿场强相比于未掺杂时可提高27%左右.根据纳米电介质交互区模型,分析了聚丙烯/氧化铝纳米电介质的显微结构和陷阱参数之间的关系.基于空间电荷击穿理论,利用陷阱参数对聚丙烯/氧化铝纳米电介质直流击穿机理进行了探讨.认为交互区为聚丙烯/氧化铝纳米电介质提供了更多深陷阱,而深陷阱能级和密度在较高纳米掺杂量时出现不同程度的降低可能是由双电层模型交互区重叠所致;深陷阱能级和密度的增加可降低载流子的注入量,进而提高其体电阻率和直流击穿场强. 展开更多
关键词 聚丙烯 纳米电介质 直流击穿场强 陷阱
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颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因分析 被引量：15
2
作者 郝建 但敏 +2 位作者 廖瑞金 李剑 杨丽君 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期5270-5281,共12页
换流变压器是超高压/特高压直流输电工程中重中之重的设备。目前,绝缘油中杂质颗粒成为威胁在运换流变压器可靠运行不容忽视的因素。该文首先通过试验研究了不同浓度和不同尺寸的纤维颗粒、金属铜颗粒、纤维与铜混合颗粒对矿物绝缘油直... 换流变压器是超高压/特高压直流输电工程中重中之重的设备。目前,绝缘油中杂质颗粒成为威胁在运换流变压器可靠运行不容忽视的因素。该文首先通过试验研究了不同浓度和不同尺寸的纤维颗粒、金属铜颗粒、纤维与铜混合颗粒对矿物绝缘油直流击穿场强的影响规律,然后联合运用颗粒动力学模型及颗粒积聚模型仿真分析了杂质颗粒在油中的积聚行为及颗粒积聚对电场分布的影响,揭示了颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因。结果表明:颗粒属性决定着绝缘油直流击穿电压变化规律,含单纯纤维或铜金属颗粒油品的直流击穿电压随颗粒浓度增加总体上呈线性递减的趋势,含纤维和金属混合颗粒油品的直流击穿电压随着铜颗粒浓度的增加呈指数衰减的趋势;金属颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于非金属纤维颗粒,混合颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于单一颗粒,纤维颗粒粒径的增加进一步降低了油品直流击穿场强。试验和仿真结果一致表明,直流电场分量作用下油中颗粒积聚成桥,大幅度提升了油品的电导率,导致油中电场分布出现显著畸变。与无预压模式下直流击穿电压相比,直流预压模式下形成的颗粒积聚导致油品直流击穿场强显著下降,下降幅度超30%。 展开更多
关键词 换流变压器 绝缘油 杂质颗粒 直流击穿场强
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温度对聚酰亚胺直流击穿特性与闪络特性影响的研究 被引量：2
3
作者 陈志强 牛田野 +2 位作者 田凤兰 李洪波 王长义 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期14-16,25,共4页
随着超导技术的迅速发展,高温超导电力设备的工作温度已经可以控制在液氮温度附近,绝缘材料的电气特性是影响电力设备工作性能和运行可靠性的重要因素。聚酰亚胺由于其优异的电气性能和力学性能,广泛应用于常温下电力设备绝缘,而其作为... 随着超导技术的迅速发展,高温超导电力设备的工作温度已经可以控制在液氮温度附近,绝缘材料的电气特性是影响电力设备工作性能和运行可靠性的重要因素。聚酰亚胺由于其优异的电气性能和力学性能,广泛应用于常温下电力设备绝缘,而其作为低温绝缘材料应用的研究目前鲜有报道。因此,在液氮温度下聚酰亚胺的绝缘性能研究具有十分重要的意义。文中选取室温附近(300K)和液氮温度(78K)两个温度点,对聚酰亚胺的直流击穿性能和沿面闪络特性进行了测试。研究结果表明温度对聚酰亚胺绝缘材料的直流击穿场强和沿面闪络强度均有一定影响。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 直流击穿场强 沿面闪络场强 液氮温度
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纳米粒子改性聚乙烯直流电缆绝缘材料研究(Ⅰ) 被引量：38
4
作者 陈曦 吴锴 +3 位作者 王霞 成永红 屠德民 秦楷 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2691-2697,共7页
由于高压直流塑料电缆运行中温度梯度效应会引起场强畸变,选用一种特殊的纳米粒子作为填料,通过熔融共混制备出不同填料质量分数(1%,3%,5%)的低密度聚乙烯(LDPE)纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)观察,证明纳米粒子在聚乙烯中分散均匀。... 由于高压直流塑料电缆运行中温度梯度效应会引起场强畸变,选用一种特殊的纳米粒子作为填料,通过熔融共混制备出不同填料质量分数(1%,3%,5%)的低密度聚乙烯(LDPE)纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)观察,证明纳米粒子在聚乙烯中分散均匀。利用电声脉冲(PEA)法研究了温度梯度场下LDPE纳米复合材料中的空间电荷及场强畸变特性;并测量了不同温度下的体积电阻率和直流击穿特性。结果表明,该种纳米粒子的添加能有效改善温度梯度场下聚乙烯绝缘中电荷积聚和场强的畸变现象,并提高聚乙烯的直流击穿强度。同时发现,该聚乙烯纳米复合材料体积电阻率随着温度升高呈现先升后降趋势。 展开更多
关键词 纳米复合材料 温度梯度 空间电荷 体积电阻率 直流击穿场强 低密度聚乙烯(LDPE)
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聚丙烯/弹性体复合材料结晶调节机制与性能
5
作者 姜宛廷 雷志鹏 +4 位作者 门汝佳 王心雨 刘煊赫 彭邦发 彭川 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期9099-9110,I0034,共13页
高压直流电缆绝缘用聚丙烯虽具有良好的电性能和热稳定性,但是机械强度较差,需要进行改性克服其缺点。该文分析共混改性和热处理两种结晶调节方式。首先,在聚丙烯中共混不同质量分数的弹性体,并对共混物进行热处理,控制非等温结晶过程... 高压直流电缆绝缘用聚丙烯虽具有良好的电性能和热稳定性,但是机械强度较差,需要进行改性克服其缺点。该文分析共混改性和热处理两种结晶调节方式。首先,在聚丙烯中共混不同质量分数的弹性体,并对共混物进行热处理,控制非等温结晶过程中冷却速率,得到不同结晶形态的聚丙烯/弹性体共混物。结合物理和电性能测试结果,分析弹性体含量和冷却速率与结晶形态的关系,研究结晶调节对机械性能和直流击穿场强的影响机制与改性效果。实验结果表明,弹性体含量为10%、20%和30%时,受冷却速率影响,结晶时成核方式发生变化,进而影响绝缘性能;弹性体含量为40%时,冷却速率对成核方式的影响减弱,同时,小而密的球晶结构使共混物获得较好机械性能和较高直流击穿场强,在各个冷却速率时击穿场强都能达到160 kV/mm。可知,不同成核方式导致的结晶形态差异是影响聚丙烯/弹性体共混物性能的关键,研究聚丙烯/弹性体共混物的结晶调节机制与性能,对开发用于高压直流电缆绝缘的聚丙烯材料具有重要意义。 展开更多
关键词 聚丙烯 热处理 成核方式 应力-应变曲线 直流击穿场强
原文传递
高压直流电缆用交联聚乙烯介电性能的对比研究 被引量：13
6
作者 陈铮铮 赵健康 +4 位作者 张良 欧阳本红 王诗航 李建英 郑新龙 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2017年第9期56-61,67,共7页
为研究温度对直流电缆用交联聚乙烯绝缘性能的影响,选取了2种具有代表性的直流电缆用交联聚乙烯和1种交流电缆用交联聚乙烯进行对比研究。分别对其在不同温度下的直流电导率和空间电荷集聚特性进行分析。结果表明:在温度范围为20~70℃... 为研究温度对直流电缆用交联聚乙烯绝缘性能的影响,选取了2种具有代表性的直流电缆用交联聚乙烯和1种交流电缆用交联聚乙烯进行对比研究。分别对其在不同温度下的直流电导率和空间电荷集聚特性进行分析。结果表明:在温度范围为20~70℃时,3种交联聚乙烯试样的直流电导率随着温度的升高呈指数增大,但电导活化能有差异,直流电缆用交联聚乙烯的电导率随温度升高的变化程度较小;交流电缆用交联聚乙烯以积聚负电荷占主导,而2种直流电缆用交联聚乙烯空间电荷的平均电荷密度较小。此外,3种材料在常温下的直流击穿场强差异明显;红外光谱结果表明直流电缆用交联聚乙烯具有更少的羰基基团。2种直流电缆用交联聚乙烯分别采用提高纯净度和引入无机填料2种方式,使直流介电性能得到了改善。 展开更多
关键词 直流电缆 交流电缆 交联聚乙烯 直流电导率 空间电荷 直流击穿场强
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紫外辐照对聚醚酰亚胺薄膜介电性能的影响 被引量：3
7
作者 李琳 程敏 +4 位作者 刘文元 柯昌凤 段荔 付红梅 郭平稳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期180-184,共5页
研究了不同紫外辐照时间对聚醚酰亚胺(PEI)薄膜介电性能的影响。采用FT-IR和SEM表征了PEI薄膜的分子结构和微观形貌。结果表明,紫外辐照后PEI薄膜在1742cm^(-1)处的吸收峰比原薄膜增大,说明PEI分子链中的C=O基团随辐照时间的增加而增加... 研究了不同紫外辐照时间对聚醚酰亚胺(PEI)薄膜介电性能的影响。采用FT-IR和SEM表征了PEI薄膜的分子结构和微观形貌。结果表明,紫外辐照后PEI薄膜在1742cm^(-1)处的吸收峰比原薄膜增大,说明PEI分子链中的C=O基团随辐照时间的增加而增加,并在薄膜表面产生了微裂纹。对PEI薄膜的介电性能进行的研究结果表明,随着紫外辐照时间的增加,PEI薄膜的介电常数和介电损耗增大,而表面电阻率下降,体积电阻率基本不变。并随紫外辐照时间的增加,直流击穿强度呈先增加后降低的趋势,一定辐照剂量可使薄膜发生交联反应,使击穿场强较原薄膜提高20%以上。 展开更多
关键词 聚醚酰亚胺 紫外辐照 介电常数 介电损耗 表面电阻率 直流击穿场强
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多壁碳纳米管/交联聚乙烯的空间电荷特性研究 被引量：3
8
作者 张福忠 周凯 +3 位作者 谢敏 赵世林 何珉 魏艳平 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2018年第3期15-20,共6页
为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对多壁碳纳米管/交联聚乙烯复合绝缘材料空间电荷特性的影响,采用电声脉冲法对熔融密炼制作的MWNTs/XLPE纳米复合材料试样进行空间电荷分布测试。同时利用极化-去极化电流法测试试样的去极化电流,并用标准油... 为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对多壁碳纳米管/交联聚乙烯复合绝缘材料空间电荷特性的影响,采用电声脉冲法对熔融密炼制作的MWNTs/XLPE纳米复合材料试样进行空间电荷分布测试。同时利用极化-去极化电流法测试试样的去极化电流,并用标准油杯电极测试试样的直流击穿场强。结果表明:在不同电场强度下,MWNTs质量分数为0.2%的复合材料试样的空间电荷注入量和累积量都明显小于纯XLPE,具有较强的空间电荷抑制能力;在室温条件下,MWNTs质量分数为0.2%的复合材料的直流击穿场强小于纯XLPE,但稳定性好。 展开更多
关键词 多壁碳纳米管 交联聚乙烯 直流击穿场强 空间电荷
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液态聚硫橡胶对环氧树脂介电性能的影响 被引量：5
9
作者 江铁 关弘路 +2 位作者 陈向荣 杨敏 王新 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期86-94,共9页
为了研究环氧增韧剂液态聚硫橡胶(PSR)对环氧树脂介电性能的影响,采用直接共混法制备了PSR/环氧树脂复合材料试样(PSR的质量分数分别为0%、5%、10%、15%和20%),通过扫描电子显微镜和差示扫描量热法对试样的微观形貌和玻璃化转变温度进... 为了研究环氧增韧剂液态聚硫橡胶(PSR)对环氧树脂介电性能的影响,采用直接共混法制备了PSR/环氧树脂复合材料试样(PSR的质量分数分别为0%、5%、10%、15%和20%),通过扫描电子显微镜和差示扫描量热法对试样的微观形貌和玻璃化转变温度进行分析,测试了试样的直流击穿场强、频域介电谱和表面电位衰减特性。测试结果表明:PSR的添加会导致环氧树脂玻璃化转变温度降低;添加PSR能够有效提升环氧树脂的直流击穿场强;环氧树脂介电常数和介质损耗随着PSR质量分数的增大先增大后减小;PSR会使环氧树脂的表面电位衰减速度减慢。通过等温表面电位衰减模型提取陷阱参数发现,添加PSR后,深、浅陷阱中心的深度增大,深陷阱电荷的密度随着PSR浓度的增大先减小后增大,除了PSR质量分数为20%外,其余含量PSR的添加均会导致浅陷阱电荷密度减小。基于电荷输运过程以及空间电荷击穿理论,认为陷阱深度的增大使陷阱捕获效应增强,导致碰撞电离和空间电荷的累积受到抑制,从而提高了直流击穿场强。 展开更多
关键词 液态聚硫橡胶 环氧树脂 直流击穿场强 介电谱 等温表面电位衰减
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