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纳米MgO/LDPE复合介质电荷行为及耐电强度的研究

司俊林  
【摘要】:由于纳米复合电介质具有优良的电性能,已经引起了越来越多的关注。通过少量纳米颗粒的掺杂使聚合物原有的电性能得到了很大的提高。在日本MgO/LDPE复合介质已经被成功应用于高压直流输电系统中。 在本论文中,详细地介绍了国外学者在大量实验事实基础上建立起来的两个模型,并且利用这两个模型分析了MgO/LDPE复合介质抑制空间电荷的机理,还指出了各自的局限之处。用电声脉冲法对自制纳米MgO、不同厂家提供的纳米MgO、经过干法改性和湿法改性处理的纳米MgO制备的MgO/LDPE复合材料进行了空间电荷测试,包括正高压与负高压的测试。我们发现经过湿法改性处理和MgO含量为4phr的MgO/LDPE复合介质抑制空间电荷的效果较好,可能是由于掺杂纳米颗粒以后提高了电子注入的势垒。但是仍然有些问题需要解决,例如分散的均匀性和颗粒直径问题,这些我们将会在今后的实验过程中进行改进。最后我们对每种MgO/LDPE复合介质进行了直流击穿实验,我们发现经过湿法改性处理的、MgO含量为4phr的MgO/LDPE复合介质比聚乙烯的形状参数和特征击穿场强都有一定的提升,并且利用多核模型分析了掺杂纳米颗粒后提高直流击穿强度的机理。纳米MgO/LDPE复合介质抑制空间电荷的效果与纳米无机颗粒的制备方法和混合工艺有很大的相关性,其中粒径、纯度和分散性的好坏都可能对抑制空间电荷的效果产生影响。


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