位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
表面修饰纳米SiO2/XLPE的电导电流和空间电荷特性
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TQ127.2[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1] 北京交通大学电气工程学院,北京100044, [2] 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京100084, [3] 中国电力科学研究院,北京100192
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB239501);国家自然科学基金(51377089):国家电网公司科技项目(EPRIGYJSKF[2013]2441).
中文摘要:

为研究纳米颗粒表面修饰对纳米二氧化硅/交联聚乙烯(SiO2/XLPE)电导电流和空间电荷特性的影响,分别将未经表面修饰和经钛酸酯偶联剂TC9修饰的纳米SiO2颗粒添加到XLPE基体中进行了实验.显微观测和成分分析表明,TC9的非极性有机官能团取代了纳米SiO2颗粒表面的羟基,降低了羟基间的相互成键作用,从而改善了纳米SiO2与XLPE基体之间的相容性,纳米SiO2颗粒在XLPE基体中的粒径范围从几十到100 nm;同时,TC9表面修饰提高了纳米SiO2/XLPE复合介质的介电常数和介质损耗,降低了电导电流,抑制了空间电荷的注入;而未经表面修饰的纳米SiO2/XLPE复合介质的电导电流和空间电荷特性相较于XLPE并未得到改善.分析认为,由于经TC9表面修饰的纳米SiO2分散性的改善,增大了纳米颗粒与XLPE基体之间的界面区域,因而在纳米复合介质内产生了更多的深陷阱;电极与介质界面附近的大量深陷阱捕获注入的电荷,形成固定的空间电荷层,降低了其与电极间的局部电场,从而提高了注入势垒,抑制了空间电荷的进一步注入.

英文摘要:

In order to study the influence of nanoparticle surface modification on conduction current and space chargecharacteristics of nano silica/cross-linked polyethylene(SiO2/XLPE) nanocomposites, we tested some XLPE nanocompo-sites mixed with unmodified SiO2 nanoparticles and those modified by TC9 titanate coupling agent, respectively. It isfound that the non-polar organic functional groups of TC9 coupling agent will substitute hydroxyls on the surface of SiO2nanoparticles, which reduces the interaction effect between hydroxyls and enhances the compatibility between nanopar-ticles and XLPE matrix. As a result, the TC9 coupling agent improves the SiO2 nanoparticle dispersion with thenanoparticle diameter ranging from tens to a hundred of nanometers. Meanwhile, it is found that the nanoparticle surfacemodification increases the relative permittivity and dielectric loss, decreases the conduction current, and suppresses thespace charge injection. On the contrary, UN-SiO2/XLPE nanocomposites even have worse conduction current and spacecharge characteristics compared with XLPE. The introduction of TC9-SiO2 nanoparticles into XLPE increases the inter-face area between the nanoparticle and XLPE matrix due to a better dispersion of SiO2 nanoparticles, which producesmore deep traps to capture injected space charge. The immobile homocharges near the electrodes decrease the local elec-trical field, forming permanent charge layers, and increase the charge injection barrier height, which further suppresses thespace charge injection.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,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,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:35984