交聯(lián)聚乙烯試樣中空間電荷輸運(yùn)特性的數(shù)值模擬

能下降。電纜內(nèi)導(dǎo)體的熱效應(yīng)在絕緣層產(chǎn)生的一種有效措施，但抑制作用具體如何實(shí)現(xiàn)，尤內(nèi)空間電荷的數(shù)值仿真可以探究各種微觀粒子低溫側(cè)會(huì)因抽出受限而積聚異極性電荷，深陷NumericalSimulationo(1.SchoolofElectricalEngineering,Xi’anUniversity2.StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEqAbstract：Theaccumulationofspacechargeintheinsulationofextrudedcross-linkedpolyethyDCcablewillcauselocalfieldstrengthdistortionandreducetheinsulationgradientgeneratedbythethermaleffectoftheconductorintbehavior.Themodificationofnanoparticlesisaneffectivemeasuretotheinhibition,especiallyforthesimulationofspacechargeinthescles.Basedonthebipolarchundertemperaturegradientandtheecarriertransport,andthereisabottleneckintheroleofdeeptraps.WiththeincreasKeywords：XLPE;spacecharge;bipolarchargetransportmodel;temperat下，高壓直流(HVDC)輸電因能很好地解決可持續(xù)ProjectsupportedbyNationalNatura(51707155).獻(xiàn)[13]認(rèn)為使用注入載流子抽出受限理論解釋高溫的擊穿、抗老化等電氣性能[4,14]。呂澤鵬等基于雙因此，本文基于抽出受限的雙極電荷輸運(yùn)模雙極性載流子輸運(yùn)模型認(rèn)為材料中存在自由Fig.1Internalenetransportmechanismofpolyethylenematε0載流子遷移到對(duì)電極后的抽出過(guò)程受到電極0~1，即表示載流子無(wú)法抽出到完全抽出。電極抽Jed(0,t)=CeeμeneE(0,t)陳馳，李佳興，王霞，等：交聯(lián)聚乙烯試樣中空間電荷輸運(yùn)特性的數(shù)值模擬μh(合并寫(xiě)為μe/h)分別為電子與空穴/hsinheE)ds(5)載流子輸運(yùn)模型的基本方程組[22]如式(6)—式Jα=μαnαE(x,t)?D(x,t)設(shè)為高溫電極，將基本參數(shù)的溫度T0分別設(shè)置為μmK1m3/(s·C)0m3/(s·C)陷阱密度Net/ht1俘獲系數(shù)Be/hS–11Fig.2Spacechargedi溫度都為20℃,而電子和空穴的抽出率C分別設(shè)Fig.3ElectricfieldinFig.4Spacechargedi陳馳，李佳興，王霞，等：交聯(lián)聚乙烯試樣中空間電荷輸運(yùn)特性的數(shù)值模擬在XLPE絕緣材料中存在物理陷阱和化學(xué)陷絕緣切片進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)陷阱能級(jí)和陷阱密度與從圖6可以看出，當(dāng)自由電子的俘獲系數(shù)Fig.7Electricfieldin-1中心的作用。陷阱密度的常見(jiàn)取值范圍為0.1~1000.01、0.1、1、5C/m3，而設(shè)定空穴陷阱密度獻(xiàn)[15]中實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果也均表明，積聚的異極性Fig.8Spacecharge陳馳，李佳興，王霞，等：交聯(lián)聚乙烯試樣中空間電荷輸運(yùn)特性的數(shù)值模擬樣兩側(cè)積聚了大量異極性電荷，最大處均接近20于試樣兩側(cè)，陰極附近的自由空穴密度達(dá)到32Fig.10ChargedensityoffreeholeunFig.11Chargedensityof在了解了深陷阱作為陷阱中心間接調(diào)控著載直接探討載流子遷移率對(duì)空間電荷輸運(yùn)過(guò)程的影Fig.12MobilityoffreeholesundFig.13SpacecharFig.14Electricfieldin陳馳，李佳興，王霞，等：交聯(lián)聚乙烯試樣中空間電荷輸運(yùn)特性的數(shù)值模擬1）在溫度梯度下，高溫側(cè)同極性電荷增多，2）隨著深陷阱的作用增強(qiáng)，電極附近積聚異Fig.15Chargedensityoff3）積聚空間電荷會(huì)改變?cè)嚇痈鱾€(gè)位置的遷移4）遷移率較小的載流子易被俘獲，在不同極ofChinaElectrotechniCHENXin,LIWenpeng,Lcarriertrapandtheeffectoninsulationsulatingmaterials:aneering,2021,47(8):2991模型與數(shù)值仿真研究進(jìn)展[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2022，42(8theoreticalmodelsandnuinpolymericinsulation[J].ProceedingsoftheCSEE,2022用脈沖電聲法空間電荷測(cè)量技術(shù)[J].高電壓技術(shù)，2017，43(5)：measurementtechnologyforfull-scalecabipolarchargetransportinpolyethylene[J].JournalofAppliedPmobility:modelprediction[J].chargeandtransientfieldinLDPEfilmsuchargebehaviorsforcoaxialanactionsonDielectricsand電荷積聚對(duì)試樣厚度的依賴(lài)性[J].高電壓技術(shù)，2012，38(10)：thickness[J].HighVfectonspacechargedistributionsProceedingsoftheCSEE,2016,36(24):6693-670IEEETransactionsonDielectrLDPEnanocompositesPartII—oftrappingandextractiotioninpolymericinsulatorsunderDCpUK:IEEE,2007:494-49tionsonDielectricsandEllinginelectron-beamirradiateddipolyethylene[J].JournalofPhysicsD:AppliedPhytorsrevealedbysurfacepotentialdecayexlectricsandEle