陷阱密度对低密度聚乙烯空间电荷形成与积累特性的影响

摘要：

在高压直流输变电设备绝缘系统中,空间电荷效应是影响设备绝缘劣化的主要因素之一.研究材料陷阱分布对空间电荷形成与积累特性的影响,对于诊断设备绝缘老化较为重要.建立了单极性电荷输运模型,研究了电荷注入、电荷输运和电荷入陷脱陷的物理过程.通过求解电荷连续性方程、泊松方程和电荷入陷与脱陷的一阶动力学方程,可以得出陷阱密度对低密度聚乙烯介质内空间电荷分布特性的影响.计算得到了不同陷阱密度(6.25×l019～6.25×1021 m-3)介质的内部空间电荷随时间和陷阱密度的变化关系.随着加压时间的延长,自由电子总数先增加后减小,被捕获电子的总数则逐渐增大.在一定陷阱密度范围内(小于～3.125×1021 m-3),最大自由电子总数随着陷阱密度的增大逐渐减小,最大被捕获电子总数则逐渐增加.当陷阱密度大于3.125×1021 m-3时,介质内部电荷数量随陷阱密度变化不大.该模型和相关结论可以更好地理解高压直流输变电设备的绝缘老化现象和机理.

关键词：陷阱密度、低密度聚乙烯(LDPE)、空间电荷、单极性电荷输运

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资助基金：国家重点基础研究发展计划“973”计划2011CB209404;国家自然科学基金国际地区合作与交流项目51161130524

在线出版日期：2014-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：375-381