空間電荷對硅橡膠復(fù)合絕緣子材料沿面閃絡(luò)影響的研究.pdf

1、沿面閃絡(luò)電壓的研究一直是個熱點課題，發(fā)展了各種理論，基于實驗的研究，提出了很多提高沿面閃絡(luò)電壓的方法。在各種研究因素中，空間電荷對沿面閃絡(luò)電壓的影響研究較少，隨著材料老化程度的增加，材料內(nèi)陷阱密度變大，空間電荷入陷形成空間電荷層，一方面形成了材料內(nèi)附加電場，另一方面蘊藏了大量的極化能量，空間電荷對沿面閃絡(luò)電壓影響不能被忽略。對沿面閃絡(luò)電壓的影響研究，能夠為材料改性方面提供指導(dǎo)意義，進一步提高絕緣材料沿面閃絡(luò)電壓，探索空間電荷對沿面閃絡(luò)過

2、程的作用關(guān)系，有助于拓展絕緣材料沿面閃絡(luò)的相關(guān)機理。
　　本文通過人工電暈老化的方法，老化了不同時長的硅橡膠試樣，隨著老化時間的增加，材料內(nèi)部陷阱密度變大，通過電極注入電荷被陷阱俘獲，形成蘊含空間電荷數(shù)由少到多的試樣，在指狀電極下進行沿面閃絡(luò)電壓測試，探究空間電荷對沿面閃絡(luò)電壓的影響。首先搭建了人工電暈老化試驗裝置，獲取具有不同陷阱數(shù)目的老化試樣。并且搭建了沿面閃絡(luò)電壓測試平臺，編寫了恒定升壓速率的升壓控制軟件，基于單片機控制的高

3、壓直流電源能夠以均勻的升壓速率輸出電壓，減小了電壓波形對沿面閃絡(luò)電壓的影響，大大降低了實驗數(shù)據(jù)的分散性，是實驗成功進行的保障。其次利用電導(dǎo)電流曲線粗略的反映老化材料內(nèi)陷阱密度。電導(dǎo)電流對數(shù)坐標(biāo)系下曲線的斜率代表空間電荷入陷速率。電導(dǎo)電流測試受多種因素影響，重復(fù)性較差，對升壓梯度和升壓間隔較敏感。為此開發(fā)了基于單片機平臺的等梯度、等間隔升壓系統(tǒng)，通過讀取采樣電阻上的電壓值，經(jīng)集成運放放大后，自動將運算后的電導(dǎo)電流值發(fā)送至電腦端。最后通過曲

4、線擬合得到電老化閾值，估算材料內(nèi)陷阱密度情況。
　　研究結(jié)果表明，空間電荷對沿面閃絡(luò)流柱發(fā)展存在重要影響，一方面空間電荷層形成的空間電場，對表面流柱內(nèi)電荷有力的作用，加速了流柱內(nèi)正負(fù)粒子的分離速度，正負(fù)粒子形成的空間電場對電極間的電場有削弱的作用；另一方面空間電荷層使電極間的電場向材料表面彎曲，使流柱沿著材料表面前進，受材料表面形貌的影響變大，沿面閃絡(luò)電壓在一度程度內(nèi)會升高。大量積聚的空間電荷蘊含了大量的極化能量，空間電荷釋放時大