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【精彩论文】极性反转电压下非线性电导硅橡胶复合材料电荷积聚特性
观点凝练
摘要：直流电缆附件是直流输电系统的薄弱环节，为研究非线性电导对极性反转电压下电缆附件硅橡胶绝缘电荷积聚特性的影响，通过添加SiC颗粒制备具有非线性电导的硅橡胶复合材料试样，利用三电极法和表面电位测量系统获得试样的电导率和表面电荷特性。实验结果表明：由于试样中SiC晶粒的晶格振动引起载流子晶格散射，高温会造成试样电导率降低；试样表面电荷平面分布特性表明，电晕电压极性反转后，平板试样内部残留的原极性电荷与表面的异极性电荷提高了局部电场强度，使试样的电导率升高，加速了表面电荷向试样内部迁移和异极性电荷中和过程，抑制了表面电荷的积聚。
结论：本文通过极性反转电压下硅橡胶复合材料的表面电荷平面分布特性，分析了温度、SiC含量对试样起始表面电位和表面电荷衰减速率的作用机理，发现非线性电导率有助于加速异极性电荷间的中和、迁移过程，从而减弱异极性电荷引起的局部场强增大。主要结论如下。
（1）SiC晶粒中的晶格振动引起载流子晶格散射。高温导致晶格振动加剧，提高了载流子的散射概率，宏观上减小了电导率。在15 kV/mm下，M60的电导率随温度升高保持不变，而M90的电导率随温度升高而降低。
（2）在正-负极性反转电压作用下，与负直流电压作用时相比，复合材料中心点起始表面电位降低，且降幅随试样电导率升高而变小；表面电荷衰减速率增大，且增幅随试样电导率升高而变小。
（3）在正-负极性反转电压作用下的复合材料表面电位平面衰减过程中，出现中心点表面电位低于0.5 cm位置的情况。这是由于在正直流电压作用下，针电极向中心点注入的正电荷比0.5 cm位置多，使极性反转后中心点异极性电荷之间的局部电场得到加强，导致中心点的表面电位平均衰减速率比0.5 cm位置更快。
引文信息
杨卓然, 杜伯学, 李忠磊, 等. 极性反转电压下非线性电导硅橡胶复合材料电荷积聚特性[J]. 中国电力, 2020, 53(9): 150-156, 165.YANG Zhuoran, DU Boxue, LI Zhonglei, et al. Charge accumulation characteristics of nonlinear conductive sir composites under polarity reversal voltage[J]. Electric Power, 2020, 53(9): 150-156, 165.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：方彤
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