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LDPE纳米复合介质的直流电导特性及其对高压直流电缆中电场分布的影响
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM85[电气工程—高电压与绝缘技术]
  • 作者机构:[1]工程电介质及其应用技术教育部重点实验室(哈尔滨理工大学),黑龙江省哈尔滨市150080, [2]中国电力科学研究院(武汉院区),湖北省武汉市430000
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51337002,50977019).
中文摘要:

聚合物绝缘材料的电导率通常是电场和温度的函数。选取低密度聚乙烯(10wdensitypolyethylene,LDPE).纳米氧化镁(MgO)/LDPE及氧化硅(si02)/LDPE三种材料作为研究对象,对三种材料的电导率一温度和电导率一场强关系进行了实验研究。构建了表征材料电导率与场强及温度关系的数学模型,并依据此模型,针对320kV、500Mw直流电缆结构,应用COMSOL有限元分析软件,计算了绝缘内电场分布。结果表明:直流场下,电场分布具有电导率依赖关系,温度变化引起的电导率变化,将导致电场分布与温度分布有关;同时,电导率还依赖于场强的变化,这种依赖关系可在一定程度下平抑由于几何结构或温度梯度形成的绝缘层内部场强不均匀性;纳米颗粒的掺入可降低电导率,性能改善机制与纳米粒子界面层电学行为相关。

英文摘要:

The conductivity of polymeric solid dielectrics tends to be a strong function of temperature and electric field. In this paper, conductivity at different temperature and electric field for three kinds of materials, LDPE, MgO/LDPE, SiOjLDPE was investigated. Based on the measurement results, a mathematical model was established to describe the conductivity as a function of temperature and electric field. According to the model, by using COMSOL analysis software, the electric field distribution in a 320kV, 500MW DC cable geometry was calculated. Experiments results revealed that, under the DC condition, the electric field distribution is conductivity-dependent. Conductivity changes caused by the temperature, which will lead to electric field distribution is temperature-dependent. Meanwhile, conductivity and electric field strength have a nonlinear relationship, which can stabilize the distortion of the electric field caused by the geometric structure or temperature gradient. Nanocomposites can decrease conductivity effectively. Interfacial electric charge in the boundary of the nano particles and the polymer matrix was suggested to be responsible for the improvement of electrical properties.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970