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掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响

袁端磊 闵道敏 黄印 谢东日 王海燕 杨芳 朱志豪 费翔 李盛涛

掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响

袁端磊, 闵道敏, 黄印, 谢东日, 王海燕, 杨芳, 朱志豪, 费翔, 李盛涛
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  • 环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基础上提出了计算交互区浅陷阱和深陷阱密度的方法,得到了浅陷阱和深陷阱密度随纳米粒子含量的变化关系.随着纳米粒子含量的增加,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱先增加然后由于交互区重叠的影响而逐渐减少.研究了纳米粒子含量对浅陷阱控制载流子迁移率的影响,发现随着纳米粒子的增多,浅陷阱大幅增多,浅陷阱之间的平均间距迅速减小,导致载流子更容易在浅陷阱间跳跃迁移,浅陷阱控制载流子迁移率增大.建立了纳米复合电介质的电荷输运模型,采用电荷输运模型计算研究了环氧/二氧化钛纳米复合电介质的空间电荷分布、电场分布和电导率特性.发现在纳米粒子添加量较小时,交互区的深陷阱对电导的影响起主导作用;纳米粒子添加量进一步增加,浅陷阱对电导的影响将起到主要作用.
      通信作者: 闵道敏, forrestmin@xjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2015CB251003)、国家自然科学基金(批准号:51507124)、清华大学电力系统国家重点实验室开放课题(批准号:SKLD16KZ04)、中国博士后科学基金(批准号:2014M552449)、中央高校基本科研业务费(批准号:xjj2014022)和西安交通大学新教师支持计划(批准号:DWSQc130000008)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-29
  • 修回日期:  2017-01-31
  • 刊出日期:  2017-05-05

掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响

  • 1. 平高集团有限公司, 平顶山 467001;
  • 2. 西安交通大学, 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
  • 通信作者: 闵道敏, forrestmin@xjtu.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2015CB251003)、国家自然科学基金(批准号:51507124)、清华大学电力系统国家重点实验室开放课题(批准号:SKLD16KZ04)、中国博士后科学基金(批准号:2014M552449)、中央高校基本科研业务费(批准号:xjj2014022)和西安交通大学新教师支持计划(批准号:DWSQc130000008)资助的课题.

摘要: 环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基础上提出了计算交互区浅陷阱和深陷阱密度的方法,得到了浅陷阱和深陷阱密度随纳米粒子含量的变化关系.随着纳米粒子含量的增加,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱先增加然后由于交互区重叠的影响而逐渐减少.研究了纳米粒子含量对浅陷阱控制载流子迁移率的影响,发现随着纳米粒子的增多,浅陷阱大幅增多,浅陷阱之间的平均间距迅速减小,导致载流子更容易在浅陷阱间跳跃迁移,浅陷阱控制载流子迁移率增大.建立了纳米复合电介质的电荷输运模型,采用电荷输运模型计算研究了环氧/二氧化钛纳米复合电介质的空间电荷分布、电场分布和电导率特性.发现在纳米粒子添加量较小时,交互区的深陷阱对电导的影响起主导作用;纳米粒子添加量进一步增加,浅陷阱对电导的影响将起到主要作用.

English Abstract

参考文献 (31)

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