【作者】 屠德民； 王霞； 吕泽鹏； 吴锴； 彭宗仁；

【机构】 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室；

【摘要】 研发高压直流塑料电缆的难点是消除绝缘中的空间电荷效应。目前,国内外学者普遍以添加纳米粒子在聚乙烯体内形成深陷阱,捕获电荷来解释空间电荷的抑制机理,但此解释违背了电场的基本理论。本文以能带理论全面阐述聚合物介质中空间电荷的形成和抑制机理,推导了聚合物介质中空间电荷的形成过程。在聚合物介质中引入深陷阱后,介质费米能级位移,电极与介质之间界面接触由欧姆接触转变为阻塞接触。考虑到无定形相中大量的陷阱密度,电荷耗尽区宽度小于100A,电极与介质之间的界面对电子变得透明,形成中性接触,在电压作用下,这种聚乙烯介质中不再可能形成空间电荷。最后,作者在纯聚乙烯和纳米改性后含有深陷阱的聚乙烯两种试样上,分别测量了电导与电场强度的关系和空间电荷分布曲线,实验结果符合理论推导。更多还原