纳米氧化镁UG-Mg40在绝缘电缆上的突出应用

 聚乙烯材料被广泛应用于高压输电线路以及工业生产中，聚乙烯材料因其优越的绝缘性能，环境友好和性价比高等优点而成为电缆绝缘材料，然而在直流电场下，空间电荷容易在聚乙烯内部陷阱处堆积，导致局部空间电荷升高，使聚乙烯材料老化，甚至击穿，近年来，纳米氧化镁UG-Mg50颗粒的加入可以有效的防止空间电荷的注入，从而纳米氧化镁的添加成为了目前研究的主要方向。本文主要通过在体相结构体系和双探针结构体系下的研究，对纳米氧化镁掺杂聚乙烯的电子结构和导电性影响进行讨论。

目前高分子聚合物是高压输电电缆的常见绝缘材料，如聚乙烯，交联乙烯等是使用中比较常见的，复合材料性能提高的方式，可以通过添加无机材料，蒙脱土，纳米氧化颗粒物等，当一定比例的添加剂加入到复合材料内时，力学性能和电学性能会得到相应的提高。

2006年，Hinata K，Fujita A，Tohyama K（26）等，研究了LDPE/氧化镁纳米复合材料的介电性能，在交流高压电下，2008年，T.Maezawa,Y.Kishi（27）等研究发现含不同粒径尺寸氧化镁纳米颗粒的LDPE/氧化镁纳米复合材料的空间电荷行为，尤其是研究了在高温、高电厂的条件下的情况。结果表明，在30℃~60℃之间，为了降低电场的增加速率，将纳米氧化镁颗粒的粒子数量逐渐增加，就会得到这样的效果。此外，为了减少电场的畸变，也为了减少离域电荷的注入，在使用纳米氧化镁颗粒的粒径量级上也做了相应的研究，发现纳米级的氧化镁颗粒要明显优于微米级的氧化镁颗粒，当少量的纳米氧化镁颗粒使用在基体上时效果更明显。

吉超（29）以EVA辅助在加入纳米氧化镁改性聚乙烯，使得空间电荷堆积问题明显降低，在解决了堆积问题的同时，也发现了这种改性还会对力学性能有所提升。

徐景文（31）研究发现，当纳米氧化镁添加量为2wt%时，可以得到较好效果。此时的纳米氧化镁/LDPE复合材料可以有效的减少空间电荷的积累，效果明显低于单独的绝缘聚乙烯，实验得到结果，此时复合材料内阴极电荷密度降低为2.5C/m^3，，阳极电荷密度降低为3.5C/m³.

苑龙祥（32）在击穿直流电的实验中，发现使用纳米氧化镁掺杂的LDPE击穿场强大于未掺杂的LDPE，且增幅可以达到18.2%，在交流电压击穿实验中，得到了相同的结论，此外击穿场强随温度变化，当温度升高时击穿场强相应降低。

 

 

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