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温度场下非等温结晶对低密度聚乙烯空间电荷特性的影响
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TM[电气工程]
  • 作者机构:[1]清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,北京100084, [2]郑州大学电气工程学院,郑州450001
  • 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);中国博士后科学基金(2016M591176).
中文摘要:

为研究温度场下非等温结晶对低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)空间电荷特性的影响,制备了3种不同退火速率的非等温结晶试样即LDPE-I(冰水)、LDPE-A(空气)和LDPE-S(缓慢),并使用温控脉冲电声(PEA)法开展了20℃、40℃和60℃温度场下空间电荷特性的研究。结果表明:非等温结晶过程中,更小的退火速率有利于LDPE充分结晶,因此结晶度更高、晶胞平均尺寸更大且尺寸均匀性更好;20℃温度和-100 MV/m直流电场强度条件下3组试样均出现正空间电荷包,LDPE-I电荷包注入速率和迁移速率均为最大;40℃和60℃温度下,仅在LDPE-I中存在正空间电荷包。针对上述现象,结合20℃温度下去极化过程载流子视在迁移率和陷阱深度情况进行解释:由于LDPE-I试样晶胞尺寸小且均匀性差,晶区/无定形区界面面积增加,所以深浅陷阱密度均增大;推测其界面缺陷类型复杂,导致陷阱深度分布广,从而对正空间电荷包的注入和迁移过程影响更大。

英文摘要:

In order to study the influences of non-isothermal crystallization on space charge characteristics in low-density polyethylene (LDPE) at temperature fields, three types of LDPE samples with different annealing rates were prepared, denoted as LDPE-I (ice water), LDPE-A (air), and LDPE-S (slow). Space charge property was tested at temperature fields (20 ℃ , 40℃, and 60 ℃) based on the pulsed electro-acoustic(PEA) method. The results show that a lower annealing rate benefits to the crystallization of LDPE, resulting in higher crystallinity, larger size of crystal cell, and more uniform size distribution. Positive packet-like space charge can be observed in all samples under -100 MV/m at 20℃, and LDPE-I samples have the largest injection rate and mobility. Positive-like space charge only appears in LDPE-I samples at 40℃ and 60℃. These phenomena are discussed from the aspects of apparent carrier mobility and trap depth during depolarization process at 20℃. LDPE-I samples possess smaller size of crystal cell, less non-uniform size, and larger interface area of crystallization/amorphous, resulting in higher density of low and deep traps. It is deducd that the more complicated defect type in the interface can lead to broader distribution of trap depth and larger influence on the injection and movement of positive packet-like space charge.

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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