纳米改性变压器油中载流子输运特性分析

将纳米颗粒添加到变压器油中形成纳米改性变压器油不仅可以改善变压器油的散热能力,还可以提高其绝缘水平.研究纳米改性变压器油的载流子输运特性,对纳米改性变压器油性能提升原因的解释和纳米改性机制理论的完善具有重要意义.该文首次对纳米改性变压器油在强电场下的电导电流进行测量,并对载流子输运特性进行分析.纳米改性变压器油在不同电场下载流子输运过程可分为三个阶段:欧姆电阻阶段、隧穿效应阶段和空间电荷限制电流饱和阶段.欧姆电阻阶段,纳米颗粒的加入,增加了载流子的数密度,使得电导电流增加;隧道效应阶段,载流子由液体中的离子和荷电胶粒转变为电极发射出的电子,电子电导起主导作用,随电场强度的增加,载流子迁移率逐渐增大.纳米颗粒的加入增加了界面势垒的厚度,减少了通过势垒进入界面区域的电子,且由于纳米颗粒对电子的捕获作用,增加了由欧姆阶段过渡到隧道效应阶段的电场强度,提高了绝缘强度;空间电荷限制电流饱和阶段,纳米颗粒的加入增加了变压器油的陷阱密度,降低了载流子的迁移率,抑制了放电的发生.