高温高场强下XLPE及其纳米复合材料电导机制转变的实验研究

为研究交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)在高场强下电导机制的转变过程,测量了XLPE及XLPE/Si O2纳米复合材料在20、50和80℃下和270 kV/mm场强下的电流特性。此外,利用多种电导机制的数学公式,对这两种XLPE的电场–电流密度曲线进行拟合,从而分析不同温度与高场强下上述两种XLPE在非欧姆区的电导转变机制。结果表明:温度、场强、纳米掺杂与预压效应都会对XLPE的电导产生影响。通过分析发现,随着场强升高,这两种XLPE的电导机制从低场强区的欧姆电导发展为高场强区的体效应(Poole-Frenkel),而后至高场强的电极效应(Schottky)。且这种转变的阈值场强随温度升高而降低。另外,纳米掺杂与预压过程能有效降低相同温度与场强下XLPE的电流密度。此外,预压过程能减小相同温度与电场下的电流密度并提升上述两种转变的阈值场强。