半导电屏蔽材料改性对XLPE绝缘内空间电荷分布的影响
Research on Effect of Modified Semi Conductive Material on The Space Charge Behaviour in XLPE
高压直流(HVDC)输电具有输送距离远、容量大、稳定性高、低损耗、低成本等优点.随着社会经济的迅猛发展,高压直流电缆的使用量迅速增加.目前,交联聚乙烯(XLPE)绝缘高压直流电缆的应用日益增多.XLPE用作直流绝缘的一个主要缺陷是其受空间电荷注入的影响较为严重.理论研究表明,通过对半导电屏蔽层改性,修饰半导电屏蔽/XLPE的界面,可以有效抑制空间电荷向XLPE绝缘层的注入.目前国内高压直流电缆所用可交联聚乙烯和半导电屏蔽材料全部依赖于进口,因而研究半导电屏蔽材料改性对XLPE绝缘内空间电荷分布的影响,可为开发高性能的产品提供理论和技术支持,既有学术意义,又有望获得良好的社会与经济效益.本文以乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)与低密度聚乙烯(LDPE)作为半导电屏蔽材料的基体树脂,以炭黑(CB)作为导电填料,双叔丁基过氧异丙基苯(BIPB)为交联剂,通过熔融共混制备半导电屏蔽材料.研究了基体树脂的种类对半导电屏蔽材料导电性能、机械性能、流变性能等的影响规律,以及CB、无机纳米材料的种类和填量、电极极性对XLPE绝缘内空间电荷分布的影响.研究结果表明:随着CB填量的增加,半导电屏蔽材料的体积电阻率、拉伸强度、断裂伸长率、熔体流动速率在逐渐减小,空间电荷的注入量减少,对空间电荷注入的抑制能力越强.CB结构越高、粒径越小、比表面积越大,半导电屏蔽材料抑制空间电荷向XLPE绝缘注入的能力越强.半导电屏蔽材料中添加适量的纳米MgO、纳米Al2O3、纳米SiC能够提高半导电屏蔽材料对空间电荷注入的抑制能力.
- 作者：
- 安博
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 高电压与绝缘技术
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 韩宝忠
- 中图分类号：
- TM247
- 关键词：
- XLPE绝缘直流电缆；半导电屏蔽材料；空间电荷；导电性能
- XLPE insulated HVDC cables; semi conductive shielding material; space charge; conductivity;