聚丙烯作为高分子聚合材料，其本征电性能即短时电性能极为优越,而实际采用的工作电场强度即长期工作应力却非常低。原因之一在于高分子聚合材料长期工作在直流高压下易发生电老化，使聚合物高分子发生降解，大分子链被切断、减小，产生大量小分子和自由基，形成低密度区，弱点增多，从而导致击穿场强降低以及绝缘性能下降。另外，长期处于直流高压作用下的电介质的表面容易产生电荷并影响电介质表面的电场分布，甚至是电场畸变，同时为沿面放电提供放电电荷及放电通道，严重时可能导致绝缘强度的下降从而引发闪络事故。因此，本实验模拟不同极化条件对聚丙烯薄膜的极化/去极化实验，采用静电探头法对极化后的聚丙烯薄膜表面电位进行测量，并对不同极化时间试样的相对介电常数和介质损耗因数进行了测量，探讨极化程度和电压极性对样品表面电荷消散的影响，分析电荷消散的主要途径。
研究发现随着消散时间的增加，表面电荷消散速率降低。电荷主要由两种消散途径：一种是与空气中的异号离子复合，另一种是沿着试样表面的迁移。在消散的最初阶段，空气中异号离子与表面电荷的复合起主导作用。极化时间越长，样品表面陷阱越多，电荷消散速率越慢；极化程度进一步增强，试样陷阱逐渐趋于饱和，电荷消散速率的变化逐渐不明显。在施加相同幅值的正、负直流电压的条件下，负极性电压下同极性电荷消散的速率要快于正极性电压作用下同极性电荷消散的速率，这是由于对于聚丙烯试样，电子陷阱的能级要比空穴陷阱的能级浅，负电荷较正电荷更容易消散。 |