聚合物基復(fù)合絕緣材料電導(dǎo)特性的表征及實驗研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的直流絕緣結(jié)構(gòu)中穩(wěn)態(tài)電場分布由外施電壓幅值和電導(dǎo)率決定，準(zhǔn)確表征電導(dǎo)率與溫度和場強的關(guān)系是高壓直流電纜絕緣材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要基礎(chǔ)。首先，給出了五種表征電導(dǎo)率與溫度和電場強度關(guān)系的函數(shù)關(guān)系式，并以熱激跳躍電導(dǎo)模型為理論基礎(chǔ)對五種表征函數(shù)進行了理論分析。為了驗證理論分析的正確性，采用三維數(shù)據(jù)擬合技術(shù)對不同溫度和電場強度下交聯(lián)聚乙烯(XLPE)和間規(guī)立構(gòu)聚丙烯(s-PP)兩種絕緣材料電導(dǎo)率實測數(shù)據(jù)使用五種表征函數(shù)進行了數(shù)據(jù)擬

2、合。研究過程發(fā)現(xiàn)，由于電導(dǎo)率在所研究溫度、電場范圍內(nèi)呈現(xiàn)多個數(shù)量級的變化，電導(dǎo)率取對數(shù)后的三維數(shù)據(jù)擬合效果優(yōu)于取對數(shù)前的三維數(shù)據(jù)擬合效果，即理論計算值與實測之間的相對誤差在整個測量范圍內(nèi)相對均衡。理論分析結(jié)果表明，五種表征函數(shù)均為以跳躍電導(dǎo)模型為理論基礎(chǔ)的半經(jīng)驗公式，但半經(jīng)驗公式與理論表達(dá)式的近似程度各不相同。實驗驗證結(jié)果表明，五種表征函數(shù)中含有雙曲正弦函數(shù)的表達(dá)式與實測結(jié)果吻合程度最高，這說明在所研究的溫度和電場范圍內(nèi)XLPE和s-P

3、P的電導(dǎo)機理為跳躍電導(dǎo)機制。
　　非線性復(fù)合絕緣材料由于具有抑制空間電荷、有利于電場的均化分布等優(yōu)點被認(rèn)為是性能更優(yōu)異的直流電纜絕緣材料。為探究添加少劑量納米炭黑對XLPE和s-PP兩種絕緣材料直流電導(dǎo)非線性特性的調(diào)控情況，選取了9個濃度的CB/XLPE復(fù)合材料和8個濃度的CB/s-PP復(fù)合材料進行不同溫度不同電場下的直流電導(dǎo)測試，分別討論了炭黑濃度、溫度、電場強度對材料電導(dǎo)率的影響。分析結(jié)果表明，在所研究溫度和電場范圍內(nèi)，溫度是