掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响
本文选题:环氧纳米复合电介质 切入点:交互区 出处:《物理学报》2017年09期 论文类型:期刊论文
【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.
[Abstract]:Epoxy nano-composite dielectric has the advantages of restraining space charge accumulation, high resistivity, high breakdown strength and so on, and plays an important role in the development of DC power equipment. The influence mechanism of conductivity and space charge is not clear. Based on the structure model of nanocomposite dielectric interaction region, a method to calculate the density of shallow trap and deep trap in the interaction zone is proposed in this paper. The relationship between the density of shallow trap and deep trap with the content of nanoparticles is obtained, and the density of shallow trap increases with the increase of the content of nanoparticles. The effect of the content of nanoparticles on the carrier mobility controlled by shallow traps is studied. It is found that the shallow traps increase significantly with the increase of nanoparticles. The average distance between shallow traps decreases rapidly, which makes it easier for carriers to jump and migrate between shallow traps, and shallow traps control the increase of carrier mobility. A charge transport model for nanocomposite dielectric is established. The space charge distribution, electric field distribution and conductivity characteristics of epoxy / titanium dioxide nanocomposite dielectric were calculated by charge transport model. The deep traps in the interaction region play a leading role in the conductance, while the addition of nanoparticles further increases the effect of shallow traps on the conductance.
【作者单位】: 平高集团有限公司;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室;
【基金】: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) 西安交通大学“新教师支持计划”(批准号:DWSQc130000008)资助的课题~~
【分类号】:TM215;TB383.1
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本文编号:1567479
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