دانلود مقاله نانوکامپوزیت XLPE/h-BN با ویژگی عایق DC پیشرفته
چکیده
مقدمه
II. جزئیات تجربی
III. نتایج
IV. بحث
نتیجه گیری
منابع
Abstract
I. INTRODUCTION
II. EXPERIMENTAL DETAILS
III. RESULTS
IV. DISCUSSION
V. CONCLUSION
REFERENCES
چکیده
نانوکامپوزیت ها به عنوان مواد عایق نسل سوم توسعه یافته اند. این مقاله نانوکامپوزیت پلی اتیلن شبکه ای (XLPE) را معرفی می کند که با مقدار کمی نیترید بور نانو شش ضلعی (h -BN) دوپ شده است، که خواص عایق عالی تحت ولتاژ dc بالا از خود نشان می دهد. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که نانوکامپوزیت‌های XLPE/h-BN پیشرفت‌های قابل‌توجهی در استحکام شکست dc دارند و دوپینگ 0.1 درصد وزنی نانو h-BN در واقع می‌تواند قدرت شکست dc را تا 39 درصد افزایش دهد. ویژگی‌های بار فضایی XLPE/h-BN به‌دست‌آمده با اندازه‌گیری‌های الکتروآکوستیک پالسی (PEA) و اندازه‌گیری‌های بار یکپارچه جریان مستقیم [DCIC-Q(t)] نشان می‌دهد که تزریق هم شارژ مثبت تحت ولتاژ dc به وضوح سرکوب می‌شود. و هدایت الکتریکی تحت میدان الکتریکی نسبتاً زیاد کاهش می یابد. نتایج جریان تحریک‌شده حرارتی نشان می‌دهد که دوپینگ نانو h-BN تنها تله‌های بار عمیق (بالاتر از 1 eV) را به ماتریس XLPE وارد می‌کند. انرژی تله عمیق تر از تله های اصلی است و این عامل اصلی منجر به بهبود خواص عایق dc است. علاوه بر این، دوپینگ h-BN ناخالصی ایجاد نمی کند یا بلورینگی XLPE را تغییر نمی دهد. این مقاله نانوکامپوزیت‌های جدید XLPE/h-BN را با خواص عایق dc عالی ارائه می‌کند و پتانسیل بالای مواد عایق دوپ شده با نانو h-BN را نشان می‌دهد.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
Nanocomposites have been developed as the third-generation insulating materials. This article introduces the crosslinked polyethylene (XLPE) nanocomposite dielectric doped with a small amount of nano-hexagonal boron nitride ( h -BN), which exhibits excellent insulation properties under high dc voltage. The test results show that XLPE/ h -BN nanocomposites possess significant improvements in dc breakdown strength and 0.1 wt% nano h -BN doping can actually increase the dc breakdown strength by 39%. The space charge properties of the XLPE/ h -BN obtained by the pulsed electro-acoustic (PEA) measurements and the direct current integrated charge [DCIC- Q(t) ] measurements show that the positive homocharge injection under dc voltage is obviously suppressed, and the electrical conductivity under relatively high electric field decreases. The thermally stimulated current results show that the nano h -BN doping introduces only deep charge traps (above 1 eV) to the XLPE matrix. The trap energy is deeper than that of the original traps, and this is the main factor leading to the improvement of the dc insulation properties. Besides, the doping of h -BN does not introduce impurities or change the crystallinity of XLPE. This article presents the novel XLPE/ h -BN nanocomposites with excellent dc insulation properties and indicates the large potential of the nano h -BN-doped insulation materials.
Introduction
NANOCOMPOSITES have excellent dielectric properties and have become the third-generation insulating materials [1]. Nano-doping can improve corona resistance and electrical tree characteristics as well as regulate dielectric properties of the polymer matrix. More importantly, the dc insulation properties can be enhanced to various degrees by inorganic nanoparticle doping, such as the suppression of the charge injection and transportation, as well as the increase of the breakdown strength. With the construction of high-voltage direct current (HVDC) transmission line in a large scale, the power industries have proposed stricter requirements on the dc insulation performance of insulating materials. Therefore,nanocomposite dielectrics may be more suitable for dc insulation systems in the future, and nanocomposite materials with higher insulation performance need to be continuously developed. For example, crosslinked polyethylene (XLPE)- based nanocomposites are expected to be used in the new generation of HVDC cable.
Conclusion
The XLPE/h-BN nanocomposite with high dc breakdown strength and suppressed charge injection features were introduced in this study. It is useful to reach the conclusions as follows.
1) XLPE/h-BN nanocomposite samples with loading content ranging from 0.1 to 3 wt% were prepared successfully. The dc Eb of the nanocomposite sample shows at most a 39% increase under 0.1 wt% loading.
2) The effect of h-BN doping on the charge trap characteristics of XLPE is a significant increase in the density of deep traps, and this is the main cause for the improvement of dc insulation properties.