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請問有沒有研究空間電荷的,如何減小材料的空間電荷

聚合物絕緣中空間電荷的形成機理和抑制方法 屠德民  尹毅  黨智敏

（西安交通大學  710049）

主題詞：聚合物絕緣  空間電荷  介電性能
項目批準號：59777001
成果簡介：
　  系統地研究了聚乙烯和交聯聚乙烯絕緣在不同老化程度下和不同電場強度下，空間電荷的分布情況，查明了在低電場強度下空間電荷來源于雜質的電離，在高電場強度下空穴注入作用明顯。通過添加填料、極性聚合物和新成核劑，達到了減少空間電荷的目的。并研究了空間電荷對試樣介電強度的影響，提出了提高絕緣介電強度的方法。
    1. 理論成果部分:
    a. 通過空間電荷分布、熱激勵電流譜和熱激勵發(fā)光譜三種測量，查明了聚乙烯和含有自由基清除劑的聚乙烯試樣在電老化過程中，空間電荷分布與分子運動變化的關系，電老化增加了各種能級上的陷阱密度、增加了分子鏈和鏈段的運動、陷阱的活化能。陷阱總數和復合中心總數隨著老化時間的增加而線性增加；在未老化試樣中，空間電荷來源於雜質的電離，異極電荷對電場的增強作用，又促使同極電荷的發(fā)射，三種聯合測量的試驗結果表明，用自由基清除劑可以抑制聚乙烯電老化過程中較深能級陷阱的產生，但對抑制復合中心的作用不明顯。
    b. 查明了聚乙烯試樣中空間電荷、電樹枝和水樹枝三者之間的關系，確定了空間電荷可以作為衡量材料抗電樹和水樹性能的參數，為建立無損檢測找到了理論根據。
    2. 應用研究成果:
    a.  國外制造超高壓直流電力電纜在塑料絕緣中添加無機填料消除空間電荷，本項目除使用 BaTiO3之外，還選用了分子結構和聚乙烯相似的聚合物作為空間電荷抑制劑，當EAA 含量為1%，可提高聚乙烯正負極性預壓短路電樹的50%起始電壓分別為11.9% 和14.6%；提高交聯聚乙烯正負極性預壓短路電樹的50%起始分電壓別10.2%和19.6%；在 4kV工頻電壓下，使聚乙烯水樹起始率由70%降低到零、使交聯聚乙烯水樹起始率由80% 降低到5%.為研制國產耐水樹枝的交聯聚乙烯電纜料提供了配方。
    b. 首次用成核劑——三梨糖醇減少聚乙烯中的空間電荷，并確定最佳含量為0.2%，短路后所有的空間電荷都能消失，三梨糖醇不但能使球晶尺寸減小，還能使鏈的端基從結晶區(qū)排斥出來，進入無定形區(qū)，使雜質分布均勻，有望開發(fā)一種新的超高壓直流電纜料。

空間電荷主要與電場強度、加壓時間及溫度有關。形成原因主要是材料的陷阱作用造成的。抑制方法一般是將材料改性，材料中加入納米級的其它材料�，F今比較常用的空間電荷測量方法為電聲脈沖發(fā)。