为促进挤压型直流电缆在大容量、远距离电能传输方面的应用,对挤压型直流电缆发展现状及关键技术问题做了述评与分析。指出挤压型直流电缆的发展需要解决多场耦合作用下介质空间及界面电荷的产生、输运、积累及消散过程,绝缘介质多性能协同调控两大关键科学问题。并需要在如下几方面取得重大技术突破:纳米复合材料对空间电荷、内电场、热场分布的调控机理及协同趋优调控方法,直流电缆内绝缘系统缺陷的产生、发展和演变过程,绝缘老化和缺陷状态的表征参数,纳米掺杂对挤压型直流电缆长期运行特性的影响,面向未来的高压直流电缆绝缘的可回收绿色环保型材料体系。显著改变空间电荷积累的分布，增加了负电荷的注入，纳米TiO2的引入可产生大量深陷阱，从而阻止电树枝的生长[31]。哈尔滨理工大学的徐忠明等发现纳米MgO可以很好地抑制空间电荷的注入和空间电荷在介质内的迁移率，当MgO质量分数为3%时，挤压型高压直流电缆-数控滚圆机滚弧机折弯机电动张家港滚圆机滚弧机折弯机MgO/LDPE纳米复合材料的空间电荷可得到很好的抑制[32]。然而，尽管国内外对聚乙烯及其纳米复合物中空间电荷的行为进行了详尽的报道，但是空间电荷的抑制机理仍然不清楚， 本文有公司网站全自动倒角机采集转载中国知网整理，http://www.daojiaoj.com 对纳米电介质模型方面的认识还处于初级阶段。英国学者T.J.Lewis提出了介电双层模型[33-34]，图1是纳米颗粒与聚合物基体界面的介电双层模型[34]。T.J.Lewis认为纳米填料表面在外加电场下会因充电作用而在表面积聚电荷，由于电子或偶极子的极化作用会在纳米填料表面附近相应地积聚异号电荷，而介质中的带电粒子会在电场作用下向纳米填料附近迁移，从而形成扩散的介电双层。当纳米填料含量足够高时，介电双层会相互重叠形成导电路径，从而增加介质内部载流子的迁移，减少空间电荷积聚。日本学者T.Tanaka基于介电双层模型，从化学、电学角度提出了聚合物纳米电介质的多核模型的理论[35]，图2是纳米颗粒与聚合物基体界面的多核模型[35]。T.Tanaka认为纳米颗粒与基体之间的界面可划分为3层：键合层、束缚层和松散层。多核模型认为疏松层主要受束缚层的影响，而聚合物链段运动直接表现为束缚层的作用，成功解释了纳米聚合物的电气性能，但至今没有试验证实其假设的3层结构的存在，且不能进行定量描述。日本学者T.Takada等提出了纳米电介质的电荷陷阱模型，如图3所示[15]。通过该模型计算得到LDPE中由于化学缺陷产生的陷阱深度约为0.45eV，该陷阱太浅而不足以捕获从电极处注入的载流子。而Mg挤压型高压直流电缆-数控滚圆机滚弧机折弯机电动张家港滚圆机滚弧机折弯机 本文有公司网站全自动倒角机采集转载中国知网整理，http://www.daojiaoj.com