电极材料表面改性对交联聚乙烯内空间电荷注入的影响.pdf

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1、绝缘材料2015，48(2)赵文博等：电极材料表面改性对交联聚乙烯内空间电荷注入的影响49电极材料表面改性对交联聚乙烯内空间电荷注入的影响赵文博，郝春成，于庆先，雷清泉（青岛科技大学材料科学与工程学院，山东青岛266042）摘要：使用溅射镀膜法在纯铜片上溅射金属Mo，将表面改性后的铜片作为电极，利用电声脉冲法(PEA)测试不同溅射电压制备的铜片作电极时交联聚乙烯(XLPE)内的空间电荷分布情况。结果表明：随着制备铜片电极时溅射电压的增加，注入XLPE内的空间电荷量减少，溅射电压为440V时，XLPE内部几乎没有空间电荷积聚。将PEA测试后的XLPE试样进行热

2、刺激电流(TSC)分析，发现镀Mo后，随着溅射电压的升高，被陷阱捕获的空间电荷量逐渐减小。关键词：电极材料；交联聚乙烯；空间电荷；电声脉冲法+中图分类号：TM215；TQ325.12文献标志码：A文章编号：1009-9239（2015）02-0049-04EffectofElectrodeSurfaceModificationonSpaceChargeInjectioninXLPEZhaoWenbo,HaoChuncheng,YuQingxian,LeiQingquan(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,Qing

3、daoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266042,China)Abstract:Apurecoppersheetwassputteredmolybdenumbymagnetronsputteringmethod,andthemodi-fiedcoppersheetwasusedaselectrode,thenthespacechargedistributioninXLPEwastestedbypulsedelectro-acoustic(PEA)methodwhenthecopperelectrodewasp

4、reparedunderdifferentsputteringvoltages.Theresultsshowthatwiththeincreaseofsputteringvoltage,theinjectedspacechargeamountinXLPEdecrease.Whenthesputteringvoltageis440V,littlespacechargeaccumulatesintheXLPE.TheXLPEsampleswereconductedthermallystimulatedcurrent(TSC)testafterPEAtest,an

5、dwefoundthatwiththeincreaseofsputteringvoltage,thespacechargeamountcapturedbytrapdecreasedgradually.Keywords:electrodematerials;cross-linkedpolyethylene(XLPE);spacecharge;pulsedelectro-acoustic0引言空间电荷在直流电流内部不同位置的积聚将自从1999年世界上第一条采用高压直流电缆引发对电场的畸变作用，这种畸变作用能使电场强[1][2-4]的输电工程开始，高压直流电缆已在

6、美国、澳大利度提高8~10倍。有学者研究指出：当电缆绝缘亚、丹麦、挪威等国家的多个直流输电工程中得到材料内电场畸变率达到50%时，绝缘的寿命将会降成功应用。迄今为止，我国直流输电线路总长度达低60倍。研究证实XLPE中空间电荷的积聚是导7085km，输送容量达1856万千瓦，交联聚乙烯致电缆绝缘早期失效的主要原因。[7-8](XLPE)电缆以其优异的性能被广泛应用于直流高抑制空间电荷的途径主要有两种：一种是从压电力输电网中。注入电极材料入手，抑制同极性空间电荷；另一种—————————————是从改变材料本身的性质入手，即抑制异极性空间收稿日期：2014-0

7、4-23修回日期：2014-05-26电荷。利用表面改性的方法改变电极的表面化学基金项目：国家自然科学基金项目(51077075)[9]组分，电极的表面功函数将发生变化，由电极注入作者简介：赵文博（1991-），男(汉族)，内蒙古巴彦淖尔人，硕士生，主要从事高分子材料电性能的研究；通讯作者：郝春成（1968-），男到绝缘层的空间电荷也将发生变化。本研究通过（汉族），山东人，教授，主要从事高分子材料电性能的研究。磁控溅射在铜电极上溅射Mo颗粒，研究不同溅射50赵文博等：电极材料表面改性对交联聚乙烯内空间电荷注入的影响绝缘材料2015，48(2)电压下交联聚乙烯

8、内的空间电荷分布情况。1试验1.1试样制备将直径25