流光演化抑制主导的石墨烯与碳纳米管胶体交流击穿强度增强
应用物理
2019-05-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
本文通过添加痕量石墨烯或碳纳米管形成稳定分散液，实验探究了大幅提高绝缘矿物油交流介电击穿强度的概念。注入这些高电导纳米结构的纳米油相较于基础油表现出更优的交流介电行为，体现为增强的击穿强度。两种合成等级的石墨烯与碳纳米管纳米油的实验观测表明，纳米材料不仅提高平均击穿电压，还显著提升油在交流高压应力下的可靠性与存活概率。通过本概念获得了油交流击穿电压约 70-80% 的提升。本研究借助双参数 Weibull 分布检验此类纳米胶体的可靠性，油在 5% 与 63.3% 两个标准存活概率值下均显示出大幅增强的电场承受能力。造成上述现象的基本机理归因于纳米结构从电离液体绝缘体中有效俘获电子而导致的流光发展延迟与流光生长速率降低。基于电子俘获原理提出一数学模型以量化纳米结构俘获的电子量。进而用于预测增强的交流击穿电压，实验值与模型预测吻合良好。本研究对现实交流电力系统的高效、可靠与安全运行具有重要启示。
引用
@article{arxiv.1807.02698,
title = {Streamer evolution arrest governed amplified AC breakdown strength of graphene and CNT colloids},
author = {Purbarun Dhar and Ankur Chattopadhyay and Lakshmi Sirisha Maganti and A R Harikrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.02698},
year = {2019}
}