【摘 要】
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聚乙烯是电气绝缘领域中应用最为广泛的塑料之一,具有良好的电绝缘性能,但在高电场长期作用下,易产生电树枝,导致其绝缘性能下降。因此,改善聚乙烯绝缘的耐局部放电性能、抑
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聚乙烯是电气绝缘领域中应用最为广泛的塑料之一,具有良好的电绝缘性能,但在高电场长期作用下,易产生电树枝,导致其绝缘性能下降。因此,改善聚乙烯绝缘的耐局部放电性能、抑制电树枝生长,一直是电绝缘研究领域关注的热点。随着纳米技术的发展,为聚乙烯的改性提供了崭新的思路和方法。
本文采用熔融插层法制备了聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等试验技术对聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的微结构进行了分析与表征,结果表明:所制备的聚乙烯/蒙脱土复合材料形成了剥离型纳米复合材料结构。
通过交流电树引发实验和直流预电应力电树引发试验,对比研究了纯聚乙烯材料和不同的聚乙烯/蒙脱土复合材料的树枝化性能、空间电荷的极性效应对不同材料树枝化性能的影响等。试验结果表明:与纯聚乙烯和其他复合材料试样相比,加入相容剂的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料试样的电树潜伏期更长,电树生长速度更慢,而且显示出与纯聚乙烯材料不同的极性效应。
为了进一步研究聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料耐电树枝老化的机理,对比研究了纯聚乙烯和聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的热激电流(TSC)特性。TSC试验结果显示:聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料试样的松弛时间分布展宽,峰值升高,峰温向高温方向偏移。说明在纳米复合材料中引入了更多的陷阱能级,这些陷阱调制了载流子浓度和迁移率,从而抑制了树枝的起始与生长。
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