表面修飾納米SiO_2/XLPE的電導(dǎo)電流和空間電荷特性

編號(hào)：NMJS04992

篇名：表面修飾納米SiO_2/XLPE的電導(dǎo)電流和空間電荷特性

作者：吳振升； 葉青； 周遠(yuǎn)翔； 張靈； 張?jiān)葡觯?吳浩哲；

關(guān)鍵詞：納米電介質(zhì)； 交聯(lián)聚乙烯； 納米二氧化硅； 納米顆粒表面修飾； 電導(dǎo)電流； 空間電荷；

機(jī)構(gòu)： 北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院； 清華大學(xué)電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 中國(guó)電力科學(xué)研究院；

摘要： 為研究納米顆粒表面修飾對(duì)納米二氧化硅/交聯(lián)聚乙烯(SiO2/XLPE)電導(dǎo)電流和空間電荷特性的影響,分別將未經(jīng)表面修飾和經(jīng)鈦酸酯偶聯(lián)劑TC9修飾的納米SiO2顆粒添加到XLPE基體中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。顯微觀測(cè)和成分分析表明,TC9的非極性有機(jī)官能團(tuán)取代了納米SiO2顆粒表面的羥基,降低了羥基間的相互成鍵作用,從而改善了納米SiO2與XLPE基體之間的相容性,納米SiO2顆粒在XLPE基體中的粒徑范圍從幾十到100 nm;同時(shí),TC9表面修飾提高了納米SiO2/XLPE復(fù)合介質(zhì)的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗,降低了電導(dǎo)電流,抑制了空間電荷的注入;而未經(jīng)表面修飾的納米SiO2/XLPE復(fù)合介質(zhì)的電導(dǎo)電流和空間電荷特性相較于XLPE并未得到改善。分析認(rèn)為,由于經(jīng)TC9表面修飾的納米SiO2分散性的改善,增大了納米顆粒與XLPE基體之間的界面區(qū)域,因而在納米復(fù)合介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生了更多的深陷阱;電極與介質(zhì)界面附近的大量深陷阱捕獲注入的電荷,形成固定的空間電荷層,降低了其與電極間的局部電場(chǎng),從而提高了注入勢(shì)壘,抑制了空間電荷的進(jìn)一步注入。