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。