氯化聚乙烯共混对聚乙烯的空间电荷效应的影响

在直流电场作用下 ,用电声脉冲法测量了低密度聚乙烯 (LDPE)中空间电荷的分布 ,计算结果表明 ,异极性空间电荷严重畸变试样中的电场的分布。以少量氯化聚乙烯 (CPE)混入低密度聚乙烯中 ,大大降低了试样中的空间电荷 ,电场分布趋向均匀。在正负极性直流预压短路树枝试验中 ,分别提高试样短路树枝起始电压 2 6 8%和 36 3%。通过直流预压和电晕电荷注入后 ,短路过程中空间电荷分布的测量 ,提出氯化聚乙烯的作用机理在于降低了聚乙烯中陷阱的深度和密度。     

EAA改性XLPE中空间电荷和电树、水树的关系

以不同含量的EAA（乙烯－丙烯酸共聚物）改性XLPE（交联聚乙烯）,用电声脉冲法测量了样品中的空间电荷分布。探讨了试样中空间电荷分布与EAA含量的关系,找到了抑制空间电荷的最佳含量。同时测出了在直流预压电压下短路电树枝的起始电压。对交流电压下抑制水树枝的产生和成长了做了研究。试验发现：当试样中含EAA为1．0％wt时,聚乙烯的直流预压短路树枝的起始电压得到提高;交流电压下树枝的出现概率和水树枝长度都减小。     

乙烯-丙烯酸共聚物改性聚乙烯的空间电荷对电树和水树的影响

通过添加不同含量的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)改善了聚乙烯 (PE)的电气性能。用电声脉冲法测量了样品中的空间电荷分布。测出了在直流预压电压下的短路电树枝的起始电压。对交流电压下抑制水树枝的产生和成长也做了研究。试验发现 ,不同EAA含量的试样中空间电荷的累积、短路 50 %电树枝的起始电压以及水树枝的形成有一定关系。空间电荷的测量可作为衡量改善试样耐电树枝和水树枝能力的手段     

固体绝缘中空间电荷测量装置的研制和应用

介绍了电声脉冲法空间电荷分布测量装置的测量原理和性能，并利用此装置测量了试样中的空间电荷密度分布，运用有限元法计算空间电荷对试样内部电场的畸变。为了研制超高压直流塑料电缆料，以少量的极性聚合物混炼到低密度聚乙烯中，降低了交联聚乙的空间电荷效应，大幅度提高了５０％直流预压短路树枝的起始电压。     

茂金属聚乙烯改性低密度聚乙烯介电性能与机械强度

为提高聚乙烯电缆料的击穿强度和机械性能,将少量茂金属聚乙烯(MPE)与普通低密度聚乙烯(LDPE)共混,用电声脉冲法(PEA)测量直流预压短路后的残余空间电荷量;详细研究了共混物的体积电阻率、直流击穿强度、直流预压反极性击穿电压和机械强度.实验结果表明:当MPE含量为1wt%时,能有效提高共混物的击穿强度和机械强度,但同时降低了体积电阻率和材料韧性,而且聚乙烯的介电性能和机械强度与其结晶形态密切相关.     

直流预压对XLPE中直流接地电树枝引发特性的影响

直流接地电树枝对高压直流电缆绝缘安全构成了严重威胁。为了研究直流预压对交联聚乙烯(XLPE)中直流接地电树枝引发特性的影响,在10 s、5 min和1 h不同预压时间下,对XLPE试样进行了直流接地电树枝引发试验。同时对该材料在不同场强下的空间电荷积累特性进行了测量,并根据空间电荷注入理论及测试结果对直流接地电树枝的引发特性进行了分析说明。研究结果表明:直流预压时间对直流电树枝的引发率影响较小,接地电树枝平均长度随预压时间的增加略有增加,并有饱和的趋势;同时,直流接地电树枝具有明显的极性效应,负极性接地电树枝的50%引发电压(-19.3 kV)明显低于正极性时的引发电压(25.7 kV),且负极性下的平均电树枝长度也明显高于正极性时的电树枝长度。研究结果有助于进一步了解直流电树枝的引发机理,并为今后同类试验参数的选取提供参考。     

用新型电压稳定剂提高聚乙烯树枝化性能的研究

作者合成了新型电压稳定剂二茂铁衍生物,并详细研究了二茂铁及其衍生物对聚乙烯(PE)和交联聚乙烯(XLPE)的树枝起始电压和介电性能的影响。结果表明:二茂铁衍生物含量为1％时,可使PE和XLPE的树枝起始电压分别提高61％和43％;可使PE的击穿强度提高16％;添加剂对PE的不同频率下的tgδ影响不大;而且添加剂和聚乙烯有较好的相容性和热稳定性,它经80℃33天热处理后比纯聚乙烯热处理后的树枝起始电压高72.4％。最后,比较了添加剂和聚乙烯的电离电位值,证实它是较好的电压稳定剂,可应用于电力电缆,具有一定实用价值。     

高压直流塑料电缆绝缘用纳米改性交联聚乙烯中的空间电荷特性

为发展国产高压直流(HVDC)塑料电缆绝缘材料,削弱直流电缆运行中温度梯度效应对电缆绝缘中电场强度的畸变,针对国产纯交联聚乙烯(XLPE)、自行研发的纳米改性XLPE以及从国外进口的高压直流用XLPE等3种材料的试样进行了研究。利用电声脉冲(PEA)法和电阻率测量系统,测量了3种XLPE试样在室温、高温及温度梯度等3种温度条件下的空间电荷特性和电阻率特性。研究结果表明:在室温、高温及温度梯度等3种温度条件下,纳米改性XLPE试样在加压过程中的体内积聚电荷量最少、短路后残余电荷量较少;随着温度升高,3种XLPE试样的体积电阻率均呈下降趋势,但自行研发的纳米改性XLPE试样的体积电阻率在测试的高低温范围内始终最高,且比纯XLPE试样高出约1个数量级。因此认为在所测试的3种XLPE试样中,自行研发的纳米改性XLPE材料在测试温度范围内能最好地抑制空间电荷,拥有最高的体积电阻率。     

电压稳定剂及其含量对高压直流用500kV XLPE电缆材料绝缘性能的影响

该文研究了4-正丙基苯甲酸电压稳定剂及其含量对高压直流用500kV交联聚乙烯（XLPE）电缆材料绝缘性能的影响。采用500kV XLPE直流电缆料,通过溶液共混法和热压法制备电压稳定剂含量分别为0%、1%、3%和5%的XLPE试样,对试样进行了空间电荷、直流电导率、直流击穿、介电性能、机械性能和差示扫描量热实验。结果表明：添加4-正丙基苯甲酸电压稳定剂可以有效抑制XLPE试样中空间电荷的积累,减小材料的直流电导率并提高其绝缘寿命指数,且电压稳定剂含量为1%时XLPE试样的直流击穿场强和寿命指数最大;随着电压稳定剂含量的增加,试样的直流击穿场强先增大后减小,相对介电常数和介质损耗逐渐增加,且频率对材料相对介电常数作用更加明显;试样的机械性能和结晶度呈现出相反的变化趋势。量子化学计算表明,电压稳定剂具有正电子亲和能和较窄的分子带隙,电压稳定剂分子极性较大,添加后有利于在试样内部引入陷阱,从而有效提升了电缆绝缘材料的电气性能。     

纳米氧化锌/聚乙烯复合材料中空间电荷及体积电阻率的研究

以溶融共混法制备了纳米氧化锌(ZnO)/低密度聚乙烯(LDPE)的复合材料,采用电声脉冲法和高阻计法分别测量了不同纳米ZnO含量试样中的空间电荷分布和体积电阻率。实验发现,试样中的空间电荷分布明显不同于纯聚乙烯。当试样中纳米ZnO含量为0.5%时,短路过程中空间电荷衰减很快;当纳米ZnO含量进一步提高时短路过程中空间电荷衰减比纯聚乙烯的缓慢。同时发现加入纳米ZnO后复合材料的体积电阻率上升。讨论了纳米ZnO对试样中空间电荷形成和导电机理的影响。     

三梨糖醇对PE空间电荷和耐水树性能的影响

将不同质量分数的三梨糖醇作为成核剂添加到 PE中以改变其结晶形态 ,用结晶形态理论解释了在直流电场中的空间电荷分布与交流电场中形成水树的对应关系 ,找到了抑制 PE中空间电荷和水树的最佳三梨糖醇质量分数     

空间电荷对低密度聚乙烯电气击穿特性的影响

为解决聚乙烯用作电线电缆绝缘材料时所受空间电荷问题的困扰,采用在低密度聚乙烯(low density po-lyethylene,LDPE)试品上施加直流预电压使其中积聚一定量的空间电荷,然后测量试品击穿强度的方法,研究了空间电荷对LDPE击穿特性的影响。结果表明,与未经过预电压处理的LDPE的击穿强度相比,在经过较低场强(50 kV/mm)预电压处理后,预电压与击穿电压极性相同时击穿强度提高了约9%,极性相异时击穿强度降低约14%;而经过较高场强(150 kV/mm)预电压处理后,预电压时LDPE中出现空间电荷包现象,预电压后同极性击穿强度提高约19%,而异极性击穿强度反而上升约16%。分析认为空间电荷包在LDPE中的运动导致了部分空间电荷的中和,使得空间电荷积聚量减少,同时LDPE中可能的缺陷得到了一定程度的老炼而使介质得到了均匀化,从而使LDPE的击穿强度得到了提高。     

茂金属聚乙烯改性低密度聚乙烯中电荷入陷与传输特性

聚合物的电性能与其物理、化学、微观结构密切相关.通过电声脉冲(PEA)法测量少量茂金属聚乙烯(MPE)与低密度聚乙烯(LDPE)共混物在不同场强作用下的去极化特性.根据空间电荷限制电流(SCLC)理论,通过公式推导求解共混物平均电荷体密度、视在迁移率、陷阱深度分布及阈值场强.结果表明,1%MPE与LDPE共混,能有效减少深陷阱密度,增加浅陷阱密度,提高电荷迁移率和阈值场强.     

Factors of hetero space charge generation in XLPE under dc electric field of 20 kV/mm

This report deals with the mechanism of space charge accumulation in cross‐linked polyethylene (XLPE) under dc electric field. Space charge was measured by the pulsed‐electroacoustic method with applying dc stress of 20 kV/mm. A large amount of hetero space charge accumulated in fresh XLPE samples. Factors influencing the space charge accumulation were analyzed in regard to cross‐linking by‐products and antioxidant. No space charge was seen when the fresh sample was degassed to remove cross‐linking by‐products. Introducing acetophenone, one of the cross‐linking by‐products, in a degassed sample produces no space charge, suggesting that acetophenone itself could not be the direct factor of space charge formation. However, heating this sample up to 150 °C results in formation of hetero space charges as in virgin samples. Hence, it is concluded that hetero space charges may be formed when impurities, such as an antioxidant, dissociate thermally with the help of acetophenone and that the dissociated products are attracted toward both electrodes under a dc field to form the hetero space charges. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(2): 13–21, 1999     

空间电荷在评估绝缘聚合物电老化程度中的应用研究

通过向聚乙烯中添加一种电压稳定剂，能够有效地抑制聚乙烯的电老化。纯聚乙烯和含电压稳定剂的聚乙烯的试样经过不同时间的电老化后，空间电荷测量表明，在电老化过程中，空间电荷的分布发生变化，出现正负电荷峰的分离和叠加。两种性质的试样中的空间电荷总量都近似地随老化时间呈线性增长，并与老化后的残余绝缘强度的变化有对应关系。分析表明，以试样的短路空间电荷总量与老化时间关系，可以评估聚乙烯的电老化程度。     

伽马射线对低密度聚乙烯的空间电荷陷阱特征影响

为研究伽马射线辐照后的低密度聚乙烯材料在直流电场作用前后的空间电荷形成和衰减的陷阱特征,在60Co伽马射线的辐照源下得到最大辐照剂量为50 kGy的聚乙烯样品,利用电声脉冲法测量其空间电荷分布,进而提出了一种离散陷阱分布模型来解释射线辐照的空间电荷衰减特征。结果表明:在阴极附近出现异号的正电荷积累并随着辐照剂量增加而增加;分析认为射线辐照后样品出现的异号正电荷是由于材料发生了化学变化(氧化)而导致更深能级陷阱的产生;同时,利用所提出的模型计算了陷阱的能级深度和陷阱密度参数,并分析了它们与辐照氧化的微观机制。由陷阱能级和陷阱密度围成的曲线族变化可作为材料辐照老化的特征参量。     

DC electrical treeing phenomena and space charge

Influence of space charge on dc tree propagation is studied using many insulating polymer materials under divergent fields. The inception voltage and the propagation of dc treeing are affected strongly by space charge. Space charge formation in polymers was observed directly by using thermally stimulated current (TSC) techniques under divergent field. These results of the space charge effect on dc treeing phenomena are consistent with those obtained by the TSC method. From these results, the origin of space charge in polymers and the suppression techniques for space charge formation were discussed