李亚莎 夏宇 刘世冲 瞿聪

(三峡大学电气与新能源学院,宜昌 443002)

沿面放电是破坏绝缘系统性能的原因之一.聚酰亚胺常用于高频电力设备的气-固绝缘中,为此利用密度泛函理论,从原子分子层面探讨了在外电场下聚酰亚胺及其受极性基团OH—影响后的单分子链结构、能级与态密度、静电势、激发态等微观参数对陷阱形成以及沿面放电的影响.结果表明,外电场下,聚酰亚胺分子结构卷曲,偶极矩增加,易于积聚电荷形成空间电荷中心,尤属引入极性基团OH—后变化较明显;聚酰亚胺分子中,苯环区域形成空穴陷阱,酰亚胺环区域形成电子陷阱,且电子陷阱能级的数量较多,其中空间电荷陷阱深度随外电场的增加逐渐变深;聚酰亚胺分子在引入极性基团OH—后激发能降低,使得分子内部的电子变得容易被激发;电子与空穴的空间分离度随电场增加而降低,利于空穴与电子的复合而发出光子.

1 引言

沿面放电现象一直影响着高压电气设备的稳定运行,它的实质是中性气体分子中产生了有效电子,并在电场的作用下发展为沿固体绝缘介质表面的电子崩和流注等一类有害的放电现象.绝缘材料中,聚酰亚胺因具有高击穿强度而被应用于高频输变电装备的绝缘之中[1,2],这些高频电力设备大多采用空气-聚酰亚胺构成的气-固绝缘系统[3].

在不同因素的影响下,空气-聚酰亚胺绝缘系统的薄弱处最容易发生沿面放电.如温度的升高,使……