摘要：為解決直流電纜附件內(nèi)因溫度梯度和材料電導(dǎo)率差異而引起的局部電場(chǎng)畸變的難題,本文通過靜電紡絲方法制備了鈦酸銅鈣(CaCu3Ti4O12)納米纖維,并將其分散在液體硅橡膠中合成了具有非線性電導(dǎo)特性的CaCu3Ti4O12納米纖維/液體硅橡膠復(fù)合介質(zhì)。采用XRD和SEM對(duì)CaCu3Ti4O12納米纖維和CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復(fù)合介質(zhì)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)表征,并對(duì)CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復(fù)合介質(zhì)的介電特性、空間電荷特性及在30℃、50℃、70℃條件下電導(dǎo)率隨電場(chǎng)強(qiáng)度變化規(guī)律和擊穿強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試,最后建立電纜附件模型,并對(duì)附件應(yīng)力錐根部電場(chǎng)進(jìn)行仿真。結(jié)果發(fā)現(xiàn):CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復(fù)合材料的介電常數(shù)和電導(dǎo)率都隨著CaCu3Ti4O12納米纖維含量的增加而增大,當(dāng)納米纖維達(dá)到3vol%時(shí)復(fù)合介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)增加到3.27,非線性電導(dǎo)率也變化了近4個(gè)數(shù)量級(jí),經(jīng)過空間電荷測(cè)試發(fā)現(xiàn),空間電荷的消散量與CaCu3Ti4O12納米纖維含量也正相關(guān),復(fù)合材料的直流擊穿強(qiáng)度隨納米纖維含量的增加而降低,通過對(duì)附件進(jìn)行穩(wěn)態(tài)電壓作用下的電場(chǎng)分布仿真分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)CaCu3Ti4O12納米纖維的含量為2vol%時(shí),應(yīng)力錐根部最大電場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)從增強(qiáng)絕緣中轉(zhuǎn)移到電纜主絕緣中,在正、反極性雷電沖擊電壓作用下,3vol%含量的CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復(fù)合介質(zhì)作為增強(qiáng)絕緣材料時(shí)最大電場(chǎng)強(qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其擊穿強(qiáng)度。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CaCu3Ti4O12納米纖維作為填充相在較低的摻雜濃度實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體硅橡膠的改性,滿足了復(fù)合介質(zhì)應(yīng)用于電纜附件的電氣絕緣性能需求。