電介質(zhì)中的
紫外線老化機,空間電荷對絕緣體的狀態(tài)(健康)和最終的壽命起著重要的作用,如:空間電荷能夠改變電場分布,使得局部電場超過絕緣子設(shè)計場強值。如Mazzanti et al (2005)等報道絕緣內(nèi)的Poissonian 電場比直流的Laplacian電場大2倍以上 ;空間電荷注入可能造成樹枝引發(fā)和發(fā)展最終導(dǎo)致絕緣失效;空間電荷積累產(chǎn)生局部的能量集中從而導(dǎo)致老化機理,使得系統(tǒng)處于風(fēng)險之中;空間電荷可用于由于電介質(zhì)老化形成的電荷陷阱的表征;因此,空間電荷動力學(xué)在很多文獻中都進行了討論。在Fothergill 和Dissado的書中會發(fā)現(xiàn)大量的文獻 ,包含了從測量技術(shù)到微觀的物理描述。
聚乙烯的能帶圖的局域態(tài),由于形態(tài)的無序和化學(xué)類型,能夠捕獲注入的電荷載流子或他們自身電離電荷載流子。他們因此能夠保持電荷一段時間在脫陷之前,脫陷允許電荷從電場中移除,因此他們將控制傳輸并允許電荷在材料中的積累。電子電荷的注入和傳輸取決于電場強度,更加詳細的描述在Dissado 和Fothergill的書中能夠找到 。電荷注入需要電子從電極到聚合物(絕緣)之間的轉(zhuǎn)移。這個過程會被勢壘阻擋。兩個清晰的過程可能是,電子通過勢壘的隧道效應(yīng)和電子活化能越過勢壘。Fowler-Nordheim理論描述了電場的隧道注入效應(yīng),將會在非常低的溫度(T<150K),和非常高的場強(E>5×108V/m)發(fā)生。在室溫和中等場強下肖特基過程假定是占主導(dǎo)的。
在這個紫外線老化機機理中,電場減少了電極/絕緣界面的勢壘,從而使得電子更容易注入。每個過程的理論表達式可以通過假設(shè)一10 個簡單形式的電勢表面形式而可以得到。實際上,電極/絕緣界面是非常復(fù)雜的,這是由于物理和化學(xué)缺陷如表面粗糙度,化學(xué)雜質(zhì)和空鍵,因此注入電流比得到的簡單表達式更加復(fù)雜 。
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