廖瑞金 柳海滨 柏 舸 郝 建 李 萧 林元棣



纳米SiO2/芳纶绝缘纸复合材料的空间电荷特性和介电性能

廖瑞金1柳海滨1柏 舸1郝 建2李 萧1林元棣1

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044 2. 国网重庆市电力公司电力科学研究院 重庆 401123）

为提高油纸绝缘系统的绝缘寿命，提出将纳米SiO2粒子改性的芳纶绝缘纸应用于直流输变电设备的方法。在加压和去压短路条件下，测试了不同纳米SiO2含量的芳纶绝缘纸试样的空间电荷特性、热刺激去极化电流、直流击穿强度和体积电阻率。结果表明：添加纳米SiO2使芳纶绝缘纸的线均电荷密度明显低于纯芳纶纸试样；随纳米SiO2含量的增加，试样平均电荷密度衰减速率呈现先减小后增大的变化趋势；SiO2的添加增加了芳纶纸内部深陷阱和浅陷阱的密度；纳米SiO2含量为1wt%时直流击穿强度最大；芳纶纸的体积电阻率随纳米SiO2含量增加呈单调递增趋势。机理分析表明纳米SiO2粒子浓度过高时，其分散性变差导致其对芳纶纸性能的改善作用变弱。

芳纶绝缘纸 二氧化硅 纳米改性 空间电荷 热刺激电流 击穿强度 体积电阻率

0 引言

特高压直流输电技术具备超远距离、超大容量和低损耗的送电能力，其系统核心设备换流变压器的绝缘状态决定电力系统的运行可靠性[1]。由绝缘纸和绝缘油构成的固-液二相复合绝缘结构由于其良好的电气性能与机械强度，构成了变压器内绝缘的主要形式。换流变压器中的油纸绝缘在高压直流电场的作用下容易产生空间电荷的注入和积聚，而油纸绝缘介质内部空间电荷的积聚、迁移和输运将导致介质内部的电场发生畸变。……