納米氧化鎂UG-Mg40在絕緣電纜上的突出應(yīng)用

 聚乙烯材料被廣泛應(yīng)用于高壓輸電線路以及工業(yè)生產(chǎn)中，聚乙烯材料因其優(yōu)越的絕緣性能，環(huán)境友好和性價比高等優(yōu)點而成為電纜絕緣材料，然而在直流電場下，空間電荷容易在聚乙烯內(nèi)部陷阱處堆積，導(dǎo)致局部空間電荷升高，使聚乙烯材料老化，甚至擊穿，近年來，納米氧化鎂UG-Mg50顆粒的加入可以有效的防止空間電荷的注入，從而納米氧化鎂的添加成為了目前研究的主要方向。本文主要通過在體相結(jié)構(gòu)體系和雙探針結(jié)構(gòu)體系下的研究，對納米氧化鎂摻雜聚乙烯的電子結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性影響進(jìn)行討論。

目前高分子聚合物是高壓輸電電纜的常見絕緣材料，如聚乙烯，交聯(lián)乙烯等是使用中比較常見的，復(fù)合材料性能提高的方式，可以通過添加無機(jī)材料，蒙脫土，納米氧化顆粒物等，當(dāng)一定比例的添加劑加入到復(fù)合材料內(nèi)時，力學(xué)性能和電學(xué)性能會得到相應(yīng)的提高。

2006年，Hinata K，F(xiàn)ujita A，Tohyama K（26）等，研究了LDPE/氧化鎂納米復(fù)合材料的介電性能，在交流高壓電下，2008年，T.Maezawa,Y.Kishi（27）等研究發(fā)現(xiàn)含不同粒徑尺寸氧化鎂納米顆粒的LDPE/氧化鎂納米復(fù)合材料的空間電荷行為，尤其是研究了在高溫、高電廠的條件下的情況。結(jié)果表明，在30℃~60℃之間，為了降低電場的增加速率，將納米氧化鎂顆粒的粒子數(shù)量逐漸增加，就會得到這樣的效果。此外，為了減少電場的畸變，也為了減少離域電荷的注入，在使用納米氧化鎂顆粒的粒徑量級上也做了相應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)納米級的氧化鎂顆粒要明顯優(yōu)于微米級的氧化鎂顆粒，當(dāng)少量的納米氧化鎂顆粒使用在基體上時效果更明顯。

吉超（29）以EVA輔助在加入納米氧化鎂改性聚乙烯，使得空間電荷堆積問題明顯降低，在解決了堆積問題的同時，也發(fā)現(xiàn)了這種改性還會對力學(xué)性能有所提升。

徐景文（31）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米氧化鎂添加量為2wt%時，可以得到較好效果。此時的納米氧化鎂/LDPE復(fù)合材料可以有效的減少空間電荷的積累，效果明顯低于單獨的絕緣聚乙烯，實驗得到結(jié)果，此時復(fù)合材料內(nèi)陰極電荷密度降低為2.5C/m^3，，陽極電荷密度降低為3.5C/m³.

苑龍祥（32）在擊穿直流電的實驗中，發(fā)現(xiàn)使用納米氧化鎂摻雜的LDPE擊穿場強(qiáng)大于未摻雜的LDPE，且增幅可以達(dá)到18.2%，在交流電壓擊穿實驗中，得到了相同的結(jié)論，此外擊穿場強(qiáng)隨溫度變化，當(dāng)溫度升高時擊穿場強(qiáng)相應(yīng)降低。

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