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表面修饰纳米SiO_2/XLPE的电导电流和空间电荷特性
引用本文:吴振升,叶青,周远翔,张灵,张云霄,吴浩哲.表面修饰纳米SiO_2/XLPE的电导电流和空间电荷特性[J].高电压技术,2014,40(10).
作者姓名:吴振升  叶青  周远翔  张灵  张云霄  吴浩哲
作者单位:1. 北京交通大学电气工程学院,北京,100044
2. 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京,100084
3. 中国电力科学研究院,北京,100192
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划),国家自然科学基金,国家电网公司科技项目(EPRIGYJSKF[2013]2441).Project supported by National Priority Basic Research Program of China (973 Program),National Natural Science Foundation of China,Science and Technology Project of State Grid of China
摘    要:为研究纳米颗粒表面修饰对纳米二氧化硅/交联聚乙烯(SiO2/XLPE)电导电流和空间电荷特性的影响,分别将未经表面修饰和经钛酸酯偶联剂TC9修饰的纳米SiO2颗粒添加到XLPE基体中进行了实验。显微观测和成分分析表明,TC9的非极性有机官能团取代了纳米SiO2颗粒表面的羟基,降低了羟基间的相互成键作用,从而改善了纳米SiO2与XLPE基体之间的相容性,纳米SiO2颗粒在XLPE基体中的粒径范围从几十到100 nm;同时,TC9表面修饰提高了纳米SiO2/XLPE复合介质的介电常数和介质损耗,降低了电导电流,抑制了空间电荷的注入;而未经表面修饰的纳米SiO2/XLPE复合介质的电导电流和空间电荷特性相较于XLPE并未得到改善。分析认为,由于经TC9表面修饰的纳米SiO2分散性的改善,增大了纳米颗粒与XLPE基体之间的界面区域,因而在纳米复合介质内产生了更多的深陷阱;电极与介质界面附近的大量深陷阱捕获注入的电荷,形成固定的空间电荷层,降低了其与电极间的局部电场,从而提高了注入势垒,抑制了空间电荷的进一步注入。

关 键 词:纳米电介质  交联聚乙烯  纳米二氧化硅  纳米颗粒表面修饰  电导电流  空间电荷

Conduction Current and Space Charge Characteristics of SiO2/XLPE Nanocomposites With Nanoparticle Surface Modification
WU Zhensheng,YE Qing,ZHOU Yuanxiang,ZHANG Ling,ZHANG Yunxiao,WU Haozhe.Conduction Current and Space Charge Characteristics of SiO2/XLPE Nanocomposites With Nanoparticle Surface Modification[J].High Voltage Engineering,2014,40(10).
Authors:WU Zhensheng  YE Qing  ZHOU Yuanxiang  ZHANG Ling  ZHANG Yunxiao  WU Haozhe
Abstract:
Keywords:nanodielectrics  cross-linked polyethylene  silica nanoparticle  nanoparticle surface modification  conduction current  space charge
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