表面氟化聚乙烯中的空间电荷分析

根据在高场强下聚合物中的空间电荷主要来源于电荷的注入,而电荷的注入决定于聚合物的界面特性,用氟气表面处理聚乙烯试样改变表面层化学结构,来研究表面层的极性对空间电荷形成和注入的影响。测量了在不同场强下加压一定时间后短路条件下聚乙烯和表面氟化聚乙烯中空间电荷的分布情况,发现表面氟化聚乙烯的电荷注入的起始场强比聚乙烯试样的低,而且在相同场强下界面和介质中的空间电荷比聚乙烯多,在80kV／mm的高场强下表面氟化聚乙烯产生了空穴的注入,并通过测量材料的红外谱图对以上现象给出了微观的物理解释。     

等离子表面处理聚乙烯中空间电荷分布

在高场强下用电声脉冲法(PEA)测量用等离子表面处理后的聚乙烯试样中空间电荷的分布，利用扫描电子显微镜(SEM)观察聚合物的表面形态，并用红外光谱(IR)分析结构特征。通过和纯聚乙烯试样的比较，研究使用等离子表面处理低密度聚乙烯后对空间电荷产生的影响并分析相应机理。可以看出等离子表面处理聚乙烯可以有效抑制空间电荷的产生。     

聚乙烯表面形貌对其空间电荷特性的影响

随着空间电荷测量技术在最近三十年的巨大进步,固体电介质空间电荷研究成为研究热点.聚乙烯的热压冷却条件会显著影响聚乙烯的形态结构.而聚乙烯在热压过程中,其表面会由于不同的基底材料而形成不同的附生结晶层,从而具有不同的表面形貌.此附生层的形态对空间电荷特性有很大的影响.通过研究聚乙烯不同表面形貌的形成过程及其显微特征,并结合微观形态对不同表面形貌的聚乙烯进行了空间电荷测量分析,发现不同表面形貌的聚乙烯试样具有不同的空间电荷积聚特性.     

聚乙烯绝缘料挤出表面光洁度改性研究

本文着重研究在PE树脂中加入Pw改性剂共混改性制造聚乙烯绝缘料，其加工性能，特别是将出表面光洁度可以达到或超过进口的聚乙烯绝缘料。     

钛酸钡对聚乙烯试样中空间电荷的影响

在高场强下用电声脉冲法(PEA)测量经BaTiO3表面处理后的聚乙烯试样中空间电荷的分布,比较纯聚乙烯试样与经BaTiO3表面处理后的聚乙烯试样中的空间电荷分布,试验结果表明,用BaTiO3表面处理的聚乙烯可以有效的抑制电荷的注入和空间电荷的形成。     

热处理差异对聚乙烯性能影响的研究

不同热处理过程的聚乙烯吸水性能和机械性能存在一定差异 ,在不同交流电场下吸水对聚乙烯空间电荷分布有影响。研究了不同热处理过程对聚乙烯结构及其性能的影响     

氯化聚乙烯共混对聚乙烯的空间电荷效应的影响

在直流电场作用下 ,用电声脉冲法测量了低密度聚乙烯 (LDPE)中空间电荷的分布 ,计算结果表明 ,异极性空间电荷严重畸变试样中的电场的分布。以少量氯化聚乙烯 (CPE)混入低密度聚乙烯中 ,大大降低了试样中的空间电荷 ,电场分布趋向均匀。在正负极性直流预压短路树枝试验中 ,分别提高试样短路树枝起始电压 2 6 8%和 36 3%。通过直流预压和电晕电荷注入后 ,短路过程中空间电荷分布的测量 ,提出氯化聚乙烯的作用机理在于降低了聚乙烯中陷阱的深度和密度。     

乙烯-丙烯酸共聚物改性聚乙烯的空间电荷对电树和水树的影响

通过添加不同含量的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)改善了聚乙烯 (PE)的电气性能。用电声脉冲法测量了样品中的空间电荷分布。测出了在直流预压电压下的短路电树枝的起始电压。对交流电压下抑制水树枝的产生和成长也做了研究。试验发现 ,不同EAA含量的试样中空间电荷的累积、短路 50 %电树枝的起始电压以及水树枝的形成有一定关系。空间电荷的测量可作为衡量改善试样耐电树枝和水树枝能力的手段     

聚乙烯绝缘料挤出表面光洁度改性研究

本文着重研究在ＰＥ树脂中加入Ｐｗ改性剂共混改性制造聚乙烯绝缘料，其加工性能，特别是挤出表面光洁度可以达到或超过进口的聚乙烯绝缘料。     

聚乙烯微观形态及表面形貌对其空间电荷包特性的影响

聚乙烯的热压冷却条件会显著影响聚乙烯的微观形态,而聚乙烯在热压过程中,其表面会由于不同的基底材料而可能形成附生结晶层,从而具有不同的表面形貌,为探讨它们对空间电荷特性的影响,使用不同的基底材料制备了不同表面形貌的聚乙烯试样,研究了聚乙烯不同表面形貌的形成过程及其显微特征。利用不同的降温速率得到了两种表面形貌下不同微观形态的试样,结合微观形态对不同表面形貌的聚乙烯进行了空间电荷测量分析,在高场强下进行了其空间电荷包特性的研究,发现微观形态和表面形貌对聚乙烯的空间电荷包的极性、运动特性等都具有重要的影响。     

表面喷涂氟塑料中空间电荷分析

用高介电常数的甲基丙烯酸酯对两种可熔性氟塑料四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基)醚共聚物(PFA)和四氟乙烯-六氟丙稀共聚物(FEP)的表面进行改性以改善其空间电荷的分布。用电声脉冲法(PEA)测量其空间电荷值,并与改性前相比较,分析了表面层的极性和介电常数对空间电荷形成和注入的影响。结果表明在表面处理前后空间电荷的分布有明显的不同,表面改性的试样基本没有注入电荷,说明高介电常数层可以有效抑制电荷的注入。     

有机硅接枝改性低密度聚乙烯的研究

为改善聚乙烯电缆料在高电场下的老化性能,用显微镜观察并拍照等方法研究了不同聚硅氧烷接枝量对改性低密度聚乙烯的结晶形态、电性能及机械性能等的影响。研究结果表明：接枝聚硅氧烷后,改性的低密度聚乙烯的树枝引发示性电压、击穿场强、耐环境应力开裂性、拉伸强度及断裂伸长率都得到提高。     

Space charge formation and breakdown in polyethylene influenced by the interface with semiconducting electrodes

This paper deals with the influence of interface between polyethylene and semiconducting electrode on the space charge formation and electrical breakdown. Low‐density polyethylene (LDPE) films attached with different semiconducting electrodes were subjected to the DC breakdown test, and corresponding space charge distribution was measured. A heat treatment to LDPE itself did not bring about a significant change in space charge profile; however, when a semiconducting electrode was hot‐pressed, the impurities would migrate into LDPE at high temperature, leading to the change in space charge profile. Furthermore, it was suggested from the comparison between the results with degassed and as‐received semiconducting electrodes that some carriers relating to impurities in the electrode would move into LDPE under the voltage. In addition, it was shown that the breakdown is not determined by the field at the cathode which can supply sufficient electrons, but by the maximum field across the specimen, suggesting that an increase in conduction current due to the generation and/or injection, rather than the electronic avalanche process, leads to the breakdown. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(3): 19–25, 2002     

表面修饰纳米SiO_2/XLPE的电导电流和空间电荷特性

为研究纳米颗粒表面修饰对纳米二氧化硅/交联聚乙烯(SiO2/XLPE)电导电流和空间电荷特性的影响,分别将未经表面修饰和经钛酸酯偶联剂TC9修饰的纳米SiO2颗粒添加到XLPE基体中进行了实验。显微观测和成分分析表明,TC9的非极性有机官能团取代了纳米SiO2颗粒表面的羟基,降低了羟基间的相互成键作用,从而改善了纳米SiO2与XLPE基体之间的相容性,纳米SiO2颗粒在XLPE基体中的粒径范围从几十到100 nm;同时,TC9表面修饰提高了纳米SiO2/XLPE复合介质的介电常数和介质损耗,降低了电导电流,抑制了空间电荷的注入;而未经表面修饰的纳米SiO2/XLPE复合介质的电导电流和空间电荷特性相较于XLPE并未得到改善。分析认为,由于经TC9表面修饰的纳米SiO2分散性的改善,增大了纳米颗粒与XLPE基体之间的界面区域,因而在纳米复合介质内产生了更多的深陷阱;电极与介质界面附近的大量深陷阱捕获注入的电荷,形成固定的空间电荷层,降低了其与电极间的局部电场,从而提高了注入势垒,抑制了空间电荷的进一步注入。     

Study of space-charge characteristics in polyethylene for power cable insulation by laser-induced pressure-pulse technique

By utilizing the laser induced pressure-pulse (LIPP) technique, the behavior of space charge in low-density polyethylene (LDPE) and crosslinked polyethylene (XLPE) films in contact with metal or carbon-loaded semiconducting layers was studied quantitatively to clarify the space-charge characteristics in power cables. Negative heterospace charge near the anode and positive space charge in the bulk were observed in unoxidized LDPE under the fields above 120 kV/mm. The amount of negative space charge increased with applied field, while positive space charge in the bulk disappeared with increasing applied field. This indicates that electron injection and ionization are enhanced by applied field. Prominent negative homospace charge was formed near the cathode in oxidized LDPE, which indicates that oxidation enhanced electron injection. The depth of charge centroid from the cathode became larger with increasing temperature. This indicates that the effective electron mobility increases with temperature. Negative space charge also was formed in the bulk in XLPE films with metal electrodes, which indicates that crosslinking enhanced electron injection. XLPE films with a carbon-loaded semiconducting layer showed both negative and positive homospace charges near the semiconducting layers, which indicates that both electrons and holes were injected from the semiconducting layer.     

形态对聚乙烯中空间电荷包运动特性的影响

空间电荷相关研究是直流电介质材料特性研究的重要领域,聚乙烯则是主要的内绝缘材料之一。为了对高压直流条件下聚乙烯中的空间电荷现象进行深入研究,应用电声脉冲法空间电荷测量系统对高场强下低密度聚乙烯中的空间电荷现象进行测量,观察到了空间电荷包现象。研究结合不同热处理方法得到了不同微观形态的聚乙烯试品,并在不同场强下结合微观形态的变化对低密度聚乙烯的空间电荷包运动速率进行了分析。结果表明,聚乙烯的微观形态对空间电荷包特性有显著的影响,也对空间电荷包运动速率有明显的影响,结晶度越高,空间电荷包运动速率越小。     

电极材料对低密度聚乙烯中空间电荷的影响

用电声脉冲法(PEA)测量了不同电极材料对低密度聚乙烯(LDPE)中空间电荷的影响。电极材料为常见的金属,如:铝、含铅黄铜、含锌黄铜和紫铜。实验发现不同电极材料均有空穴和电子注入;并且在实验条件下电极功函数越高越容易注入空穴,功函数越低越容易注入电子;铝(+)/紫铜(-)电极系统能有效减少聚乙烯中的空间电荷注入,进而抑制因空间电荷聚集引起的局部场强过高。     

空间电荷对低密度聚乙烯电气击穿特性的影响

为解决聚乙烯用作电线电缆绝缘材料时所受空间电荷问题的困扰,采用在低密度聚乙烯(low density po-lyethylene,LDPE)试品上施加直流预电压使其中积聚一定量的空间电荷,然后测量试品击穿强度的方法,研究了空间电荷对LDPE击穿特性的影响。结果表明,与未经过预电压处理的LDPE的击穿强度相比,在经过较低场强(50 kV/mm)预电压处理后,预电压与击穿电压极性相同时击穿强度提高了约9%,极性相异时击穿强度降低约14%;而经过较高场强(150 kV/mm)预电压处理后,预电压时LDPE中出现空间电荷包现象,预电压后同极性击穿强度提高约19%,而异极性击穿强度反而上升约16%。分析认为空间电荷包在LDPE中的运动导致了部分空间电荷的中和,使得空间电荷积聚量减少,同时LDPE中可能的缺陷得到了一定程度的老炼而使介质得到了均匀化,从而使LDPE的击穿强度得到了提高。