连续极性反转电场下XLPE中空间电荷特性研究

摘要：

针对不同状态的直流电缆交联聚乙烯样,采用1.2s极性转化时间和逐级升压的极化电场,检测不同电场极性反转前后的空间电荷响应,结合红外光谱,分析极性反转电场下空间电荷输运特性,并提出基于连续极性反转场检测的绝缘评估方法.结果表明:连续极性反转过程中,未脱气试样内平均空间电荷密度变化量△ρ大于脱气试样,差值δ随电场线性增大,最高达1.8C/m3;而脱气后副产物特征基团之一羰基含量明显下降,这表明电荷密度变化差异主要与副产物解离形成的离子电荷相关.脱气前后杂质离子电荷密度的斜率dδ/dE与杂质浓度成正比,因此连续极性反转场下的斜率dδ/dE可用于杂质含量检测.老化试样在连续极性反转电场下的最大电场畸变率η可达34％,且羰基含量增大3倍.这表明η的增大可能与老化形成的大量羰基相关:羰基类陷阱可俘获大量自由电荷形成空间电荷,在极性反转时无法快速脱陷而大量残留,增大了试样内部的电场畸变.老化试样的dη/dE是未老化试样的2.5倍,这表明连续极性反转电场下的dη/dE可作为电缆绝缘老化状态评估参数.在连续极性反转的高电场下,未脱气和老化试样中最大电场畸变率η和增长率dη/dE均大于脱气试样,因此连续反转电场下的参数η和dη/dE可用于材料耐极性反转能力评估.

关键词：连续极性反转、脱气、老化、空间电荷、电场畸变

所属期刊栏目：41

分类号：TM247(电工材料)

资助基金：国家自然科学基金项目51737009,51877131

在线出版日期：2021-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：4325-4332,中插29