效果，。

探讨碳化硅在绝缘子气固界面电荷调控的应用可行性非线性科学论文够达到和，远远高于未掺杂样品在同等测试环境下的电导率。

图不同掺杂量的复合材料在不同电场强度及不同温度下的电导率分布图环氧基复合材料电荷消散特性上节提到，当外加电场超过后，掺杂碳化硅的复合材料才能表现出较好的非线性特性，因此，掺杂碳化硅的复合材料需要在外加电场作用下才能具有较好的电荷消散性能。

摘要盆式绝缘子表面电荷累积可能导致高压直流气体绝缘设备绝缘子附近电场畸变。

基于非线性材料具有根据外界电场变化而自适应调节其电导的特性，本文探究了碳化硅综合考虑，决定选取粒径为目的碳化硅微粒来完成后续的样品测试及绝缘子制备。

图所示为不同掺杂量的复合材料在不同电场强度下的电导率分布，可得到如下规律样品电导率与掺杂含量和外施电场存在正相关的关联关系，特别对于高掺杂量和高场下该特征更为明显在电场强度为下，不同掺杂量样品的电导率相对较低当电场强度超过之后，样品电导率出现明显的上升，且掺杂质量分数越高，电导率越高。

环氧基复合材料电导率的温度依赖关系图为未掺杂碳化硅，以及掺杂碳化硅质量分数分别为和的复合材探讨碳化硅在绝缘子气固界面电荷调控的应用可行性非线性科学论文数为的复合材料，可以得出如下结论电晕充电后，表面电势最大值约为经电场处理后的样品表面电势衰减程度取决于含量和外施作用场强大小，尤其是高场强高含量的样品，表面电势衰减最为明显对于未掺杂碳化硅的样品而言，电场处理后，表面电势最大值衰减也有所增加，然而并不很明显。

图不同电场作用下表面电势衰减趋势图直流沿面闪络测试及结果分析样品被制备成盆式绝缘子模型及支柱绝缘子模型来进行下的直流耐压试验，碳化硅掺杂的质量分数从到。

探讨碳化硅在绝缘子气固界面电荷调控的应用可场作用下才能具有较好的电荷消散性能。

每次试验完成之后，采用个新的盆式绝缘子或者支柱绝缘子进行第次耐压试验，每种掺杂的样品取个完成次沿闪试验，记录闪络电压。

非线性材料掺杂在气固界面电荷调控的可行性分析及验证环氧基复合材料的非线性特性图不同掺杂量的复合材料在不同电场强度下的电导率分布图本文所用碳化硅微粉购于鑫铁金属材料有限公司。

样品制备过程中，粒径越细，混料过程中界面的增加而产生附加作用力，混合料液将会变得粘稠，这将增加浇注难度，导致废品率的提高。

因此，从样品非线性特性端头等领域。

将碳化硅等非线性材料应用于高压直流盆式绝缘子可能对提升绝缘子性能具有定的效果，。

环氧基复合材料电导率的温度依赖关系图为未掺杂碳化硅，以及掺杂碳化硅质量分数分别为和的复合材料在和下电导率随场强变化图代表测试温度，代表掺杂碳化硅的质量分数比，可得到如下结论未掺杂碳化硅的样品，其体电导率随外加电场增加而略有上升，但始终低于，掺杂碳化硅的样品，其电阻率随电场升高而增加的现象比较明显在温度为情况下，未掺杂碳化硅和掺杂碳化硅的样品体电导摘要盆式绝缘子表面电荷累积可能导致高压直流气体绝缘设备绝缘子附近电场畸变。

基于非线性材料具有根据外界电场变化而自适应调节其电导的特性，本文探究了碳化硅在绝缘子气固界面电荷调控的应用可行性，验证了掺杂碳化硅的环氧基材料电荷消散性能，研究了掺杂不同质量分数碳化硅的绝缘子的直流沿面闪络特性。

结果表明，碳化硅掺杂的环氧基绝缘材料具备电导非线性特征当碳化硅质量分数超过，盆式绝缘子沿面闪络性能得以提升而支柱绝缘子的直流性能随掺杂量升高而降低。

关键词沿面闪络表面仅在掺杂量分数高于时闪络性能略有提高。

然而，对盆子整体进行高含量的掺杂将导致泄漏电流的增加，电能损失也需要作为个重要的指标来进行综合考量。

在今后的研究中，仍需要对材料非线性特征进行更为充分的研究，结合仿真分析，在确保泄漏电流得到抑制的基础上，提升绝缘件电学性能。

可以通过考虑梯度材料或者局部掺杂的方法，来针对性地对局部电荷畸变点进行材料性能调控运行过程中绝缘件内部及表面存在的温度梯度分布也需要针对性的进行考量另外，采用形状改良来调整电荷积聚位臵，结合分段掺杂的手段来对能导致混料过程中出现局部混料不均匀，在电场作用下则出现局部畸变较为严重的情况，这样则会诱发低电压下的放电发生盆式绝缘子在掺杂量提高后，沿闪电压出现上升趋势，这很可能是由于随着碳化硅含量提高，局部畸变的电场得到了优化，且表面积聚电荷能够快速消散，然而，掺杂有质量分数为的碳化硅在运行过程中泄漏电流也随之增大，这将导致电场的优化和电能的节约者之间形成矛盾。

对于支柱绝缘子而言，非线性材料的掺杂并未得到理想的效果，沿面闪络电压值随掺杂量的提升而出现明显的降低趋势，这可能与支柱绝缘电力系统及其自动化学报，网络首发何顺，李传扬，林川杰，胡军，何金良，孙兆晨非线性材料在气固界面电荷调控中的潜在应用可行性分析及验证电力系统及其自动化学报。

图为环氧基碳化硅复合材料制备使用的样品及模具的照片。

制样过程中发现，掺杂不同质量分数的碳化硅对固化过程无明显影响，然而，较高质量分数的碳化硅掺杂下，环氧基体固化前会变得更粘稠，从而阻碍混料的均匀性。

因此，在工业制备大尺寸绝缘子过程中，应该尽量避免掺杂质量分数高于的碳化硅。

此外，掺杂高质量分数碳化硅的环氧样件未观察到，不需要新增处理环节。

然而，从本文实验结果来看，将碳化硅作为填充料掺杂到盆式绝缘子和支柱绝缘子中，针对支柱绝缘子而言，并未取得直流耐压提升的效果盆式绝缘子也仅在掺杂量分数高于时闪络性能略有提高。

然而，对盆子整体进行高含量的掺杂将导致泄漏电流的增加，电能损失也需要作为个重要的指标来进行综合考量。

在今后的研究中，仍需要对材料非线性特征进行更为充分的研究，结合仿真分析，在确保泄漏电流得到抑制的基础上，提升绝缘件电学性能。

可以通过考虑梯度材料或者局部掺杂的方法，来针对性地对局部探讨碳化硅在绝缘子气固界面电荷调控的应用可行性非线性科学论文电荷进行集中控制和消散的方法，能够在抑制泄漏电流的前提下，有效控制并消散表面电荷，。

参考文献汤广福，庞辉，贺之渊先进交直流输电技术在中国的发展与应用中国电机工程学报，齐波，张贵新，李成榕，等气体绝缘金属封闭输电线路的研究现状及应用前景高电压技术，刘创华，何金，张春晖，等局部放电时域波形图像的模式识别方法电力系统及其自动化学报，网络首发何顺，李传扬，林川杰，胡军，何金良，孙兆晨非线性材料在气固界面电荷调控中的潜在应用可行性分析及验证电力系统及其自动化学数支柱绝缘子模型直流沿面闪络电压分布图结论及展望本文通过掺杂非线性材料改性手段探究了非线性材料在直流绝缘件中的应用可行性。

非线性材料具有很好的电特性自适应能力，另外，通过掺杂手段对环氧基复合绝缘材料绝缘件进行改性的方法来提高绝缘材料电学性能往往更容易被企业所接受，这是由于基于掺杂的改性方法可以利用现有的工艺手段来完成，不需要新增处理环节。

然而，从本文实验结果来看，将碳化硅作为填充料掺杂到盆式绝缘子和支柱绝缘子中，针对支柱绝缘子而言，并未取得直流耐压提升的效果盆式绝缘子也场的优化和电能的节约者之间形成矛盾。

对于支柱绝缘子而言，非线性材料的掺杂并未得到理想的效果，沿面闪络电压值随掺杂量的提升而出现明显的降低趋势，这可能与支柱绝缘子的电场分部有关，其平行于绝缘子表面的水平电场分量占主导，原本表面很少存在电荷积聚的情况，然而，由于非线性材料的引入，导致端部较强的电场方向发生改变，引入了水平电场分量，这将导致空间存在带电离子沿电场线迁移，并入陷于表面，这部分电荷增加了系统在直流状态下的稳定性，导致沿面闪络在较低的电压下发生。

另外，升压方式也可能对子的电场分部有关，其平行于绝缘子表面的水平电场分量占主导，原本表面很少存在电荷积聚的情况，然而，由于非线性材料的引入，导致端部较强的电场方向发生改变，引入了水平电场分量，这将导致空间存在带电离子沿电场线迁移，并入陷于表面，这部分电荷增加了系统在直流状态下的稳定性，导致沿面闪络在较低的电压下发生。

另外，升压方式也可能对测量结果产生影响直流加压采用的是均匀升压，其绝缘件耐受在定程度上取决于容性分布，从而在定程度上降低了表面电荷在诱发闪络过程中的作用权重。

图不同碳化硅掺杂质量分明显的颗粒沉降现象。

图环氧基碳化硅复合材料制备使用的样品及模具照片图为环氧基碳化硅氧化铝复合材料填充料及试验样品宏观和微观表征。

可见，碳化硅和氧化铝颗粒的粒径分布大致在之间采用上述工艺制备的样品表面光洁度高，掺杂后的环氧基复合材料内部颗粒分散均匀。

探讨碳化硅在绝缘子气固界面电荷调控的应用可行性非线性科学论文。

图不同碳化硅掺杂质量分数盆式绝缘子模型直流沿面闪络电压分布图对于盆式绝缘子和支柱绝缘子出现的低掺杂量下沿闪电压下降的现象，其原因可能是由于较低的掺杂量很可荷畸变点进行材料性能调控运行过程中绝缘件内部及表面存在的温度梯度分布也需要针对性的进行考量另外，采用形状改良来调整电荷积聚位臵，结合分段掺杂的手段来对电荷进行集中控制和消散的方法，能够在抑制泄漏电流的前提下，有效控制并消散表面电荷，。

参考文献汤广福，庞辉，贺之渊先进交直流输电技术在中国的发展与应用中国电机工程学报，齐波，张贵新，李成榕，等气体绝缘金属封闭输电线路的研究现状及应用前景高电压技术，刘创华，何金，张春晖，等局部放电时域波形图像的模式识别方法测量结果产生影响直流加压采用的是均匀升压，其绝缘件耐受在定程度上取决于容性分布，从而在定程度上降低了表面电荷在诱发闪络过程中的作用权重。

图不同碳化硅掺杂质量分数支柱绝缘子模型直流沿面闪络电压分布