交聯(lián)聚乙烯試樣中空間電荷輸運特性的數(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[13]認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模雙極性載流子輸運模型認為材料中存在自由Fig.1Internalenetransportmechanismofpolyethylenematε0載流子遷移到對電極后的抽出過程受到電極0~1，即表示載流子無法抽出到完全抽出。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特性的數(shù)值模擬μh(合并寫為μe/h)分別為電子與空穴/hsinheE)ds(5)載流子輸運模型的基本方程組[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)陷絕緣切片進行分析，發(fā)現(xiàn)陷阱能級和陷阱密度與從圖6可以看出，當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[15]中實驗和仿真結(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空間電荷輸運過程的影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，電極附近積聚異Fig.15Chargedensityoff3）積聚空間電荷會改變試樣各個位置的遷移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)值仿真研究進展[J].中國電機工程學(xué)報，2022，42(8theoreticalmodelsandnuinpolymericinsulation[J].ProceedingsoftheCSEE,2022用脈沖電聲法空間電荷測量技術(shù)[J].高電壓技術(shù)，2017，43(5)：measurementtechnologyforfull-scalecabipolarchargetransportinpolyethylene[J].JournalofAppliedPmobility:modelprediction[J].chargeandtransientfieldinLDPEfilmsuchargebehaviorsforcoaxialanactionsonDielectricsand電荷積聚對試樣厚度的依賴性[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