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聚合物中空间电荷的抑制方法有哪些?
来源: 太平洋电线电缆 发布日期: 2020.01.04 浏览次数:
信息摘要:
我们都知道,空间电荷可以分为同极性电荷和异极性电荷,相对应的抑制方法也可以从这两方面入手。河南太平洋线缆小编通过空间电荷的来源以及影响因素与…

我们都知道,空间电荷可以分为同极性电荷和异极性电荷,相对应的抑制方法也可以从这两方面入手。河南太平洋线缆小编通过空间电荷的来源以及影响因素与高压直流电缆实际的输配电过程相结合,归纳总结了高压直流电缆绝缘层聚合物中空间电荷的抑制方法。

高压电缆

1.同极性电荷的抑制方法

(1)导电线芯的改性

前面已经提到,不同的金属材料表面具有不同的势垒,电荷要想溢出金属表面通常需要获得大于这一势垒的能量。该理论同样适用于高压直流电缆的导电线芯,在采用不同金属材料作为导电线芯时,电荷要想从导电线芯中溢出所需克服的势垒也将不同。通过对导电线芯改性以提高导电线芯表面的势垒可以有效阻碍电荷在高场下从导电线芯表面溢出。

(2)半导电层改性

高压直流电缆半导电层最基本的作用是用来均匀电场,以防止局部电场的畸变从而达到抑制空间电荷注入的作用。然而不同电缆生产厂家所生产的半导电屏蘞层对空间电荷的抑制效果不尽相同。通过半导电屏蔽层的改性往往能达到更理想的抑制空间电荷的效果。有研究表明通过使用导电各向异性的纳米碳纤维(CNFs)对半导电屏蔽材料进行改性,可以有效地抑制空间电荷向绝缘层中的注入。

(3)绝缘介质表面改性处理

研究表明,在相同条件下,电极对绝缘介质空间电荷注入的多少与绝缘介质表面和内部的缺陷有关。通过对绝缘介质表面进行处理,会使绝缘层具有更好的抑制空间电荷注入的效果。有学者使用等离子对LDPE绝缘介质表面进行处理,增强了绝缘介质的密度从而抑制了电荷注入。

(4)电荷注入阻挡层

有学者在绝缘电介质和电极间放置高介电薄膜,作为电荷注入阻挡层阻挡电极向介质中同极性电荷的注入。

2.异极性电荷的抑制方法

通常抑制异极性电荷的方法为:

(1)使用添加剂

在绝缘层中使用添加剂以达到抑制空间电荷的目的是一种最为普遍且有效的方法。田富强等在绝缘低密度聚乙烯(LDPE)中引入纳米ZnO,制备出的LDPE/ZnO纳米复合材料绝缘层,为低密度聚乙烯提供了更多的深陷阱,从而减小了载流子在低密度聚乙烯中的迁移率,达到了抑制空间电荷积聚的效果,同时还降低了低密度聚乙烯的电导率。

(2)共混技术的使用

共混技术是在一定温度下,将聚合物加热熔融后使用混炼仪器进行混炼的一种物理方法。有学者将聚烯烃弹性体(POE)与纳米二氧化硅共混入聚丙烯(PP)中。POE对PP球晶的生长有抑制作用,分散在PP中的POE能集中并转变机械应力,改善了PP的韧性。纳米二氧化硅填料在聚合物基体中的作用有两个,一方面,它作为非均质成核的中心,促进了微晶的形成;另一方面,纳米二氧化硅所具有纳米效应,控制了复合材料的状态结构,抑制了空间电荷,提高了材料的击穿强度。

(3)接枝技术

接枝技术是将一种单体单元构成的长链作为主链,而另一种单体单元作为支链,通过聚合反应生成。有学者将带有羰基极性基团的马兰酸酐(MAH)接枝到PP链上,影响了PP分子链的运动及其内部陷阱的形成,从而有效的抑制了空间电荷的注入和积累。

通过以上的介绍,相信大家已经全然知道聚合物中空间电荷的抑制方法了吧;如果您还有疑惑可以继续关注我们或直接拨打400-002-0068联系我们!

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