交联聚乙烯试样中空间电荷输运特性的数值模拟

挤塑型交联聚乙烯(XLPE)高压直流电缆绝缘中空间电荷的积聚会造成局部场强畸变，导致材料的绝缘性能下降。电缆内导体的热效应在绝缘层产生的温度梯度会进一步影响电荷行为，纳米颗粒改性是抑制空间电荷的一种有效措施，但抑制作用具体如何实现，尤其是对于微观层面载流子输运过程的影响规律还需深入分析。试样内空间电荷的数值仿真可以探究各种微观粒子之间的相互作用和演化过程，因此文中基于载流子抽出受限的双极性电荷输运模型，对温度梯度下的电荷行为，深陷阱与浅陷阱对于载流子迁移过程的影响进行了研究。结果表明：低温侧会因抽出受限而积聚异极性电荷，深陷阱会限制载流子输运且深陷阱作用存在瓶颈，随着迁移率增大，电荷分布由同极性变为异极性分布，当迁移率足够大时，异极性电荷不再增长甚至开始降低。