BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  24,686,744
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Luyện các chất bán dẫn

Hoàng Mai Quyền(1), Vũ Thị Thu Nga(2), Nguyễn Mạnh Quân, Severine Le Roy

Mô hình hóa cơ chế dẫn điện của vật liệu polyetylen mật độ thấp bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Modelling the conduction mechanisms in low density polyethylene material using finite element method

Khoa học & Công nghệ Việt Nam

2021

01B

27-33

1859 - 4794

Cơ chế dẫn điện, Điện tích không gian, LDPE, Phần tử hữu hạn

Conduction mechanisms, FEM, LDPE, Space charge

Polyme được sử dụng như vật liệu cách điện ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Trong kỹ thuật điện - điện tử, polyme được sử dụng trong cáp truyền tải điện cao áp, tụ điện, máy biến áp hoặc được sử dụng như là một bộ phận của hệ thống nhúng trong mô đun IGBT nhờ các đặc tính nhiệt và cách điện vượt trội. Một trong những nhược điểm của polyme là chúng tích trữ các điện tích không gian trong một thời gian dài, dẫn đến sự gia tăng của điện trường so với giá trị thiết kế ban đầu. Các mô hình nghiên cứu cơ chế dẫn điện của vật liệu polyme ngày càng được phát triển để có thể dự đoán được cơ chế dẫn điện dưới ứng suất nhiệt - điện. Trong nghiên cứu này, từ mô hình số theo phương pháp thể tích hữu hạn (FVM), nhóm tác giả đã phát triển xây dựng mô hình cơ chế dẫn điện của vật liệu polyetylen mật độ thấp (LDPE) dựa vào phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Kết quả mô phỏng của mô hình này cũng được so sánh, đánh giá với kết quả thực nghiệm và của mô hình số FVM dưới tác động của những điện trường khác nhau đặt trên vật liệu polyetylen mật độ thấp.

Polymers used as insulating materials are increasingly popular in many different fields. In electrical engineering - electronics, polymers are used in high-voltage transmission cables, capacitors, transformers, or as part of an embedded system in the IGBT module thanks to its superior thermal and electrical insulation properties. One of the disadvantages of polymers is the possible accumulation of space charge in the material volume for a long time, leading to an increase in the electric field compared to the original design value. Charge transport models in polymer materials have been increasingly developed to predict the conduction mechanisms under thermal-electrical stress. In this study, from a finite volume method (FVM), the authors developed a charge transport model in low density polyethylene (LDPE) based on the finite element method (FEM). The simulation results of this model are also compared to experimental results and to the FVM model under different electric fields for LDPE.

TTKHCNQG, CVv 8

Xem toàn văn
  • [1] S. Le Roy; F. Baudoin; L. Boudou; C. Laurent; G. Teyssedre (2010), “Thermo - stimulated depolarization currents in polyethylene films. Numerical simulations and experiments”,Proceedings of the 2010 IEEE International Conference on Solid Dielectrics (ICSD), pp.1-4.
  • [2] S. Le Roy; G. Teyssedre; C. Laurent; G.C. Montanari; F. Palmieri (2006), “Description of c-harge transport in polyethylene using a fluid model with a constant mobility: fitting model and experiments”,J. Phys. D: Appl. Phys., 39, pp.1427-1436.
  • [3] U. Riechert; J. Kindersberger; J. Speck (1999), “Effects of short-time voltage d-rops and polarity reversals on breakdown behaviour of cross-linked polyethylene”,Eleventh International Symposium on High Voltage Engineering, 4, pp.216-219.
  • [4] T.T.N. Vu; G. Teyssedre; S. Le Roy; C. Laurent (2017), “Space c-harge criteria in the assessment of insulation materials for HVDC”,IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 24(3), pp.1405-1414.
  • [5] J.C. Fothergill; et al. (2003), “Electrical, microstructural, physical and chemical c-haracterization of HV XLPE cable peelings for an electrical aging diagnostic data base”,IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 10(3), pp.514-527.
  • [6] G.C. Montanari; P.H.F. Morshuis (2005), “Space c-harge phenomenology in polymeric insulating materials”,IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 12(4), pp.754- 767.
  • [7] T. Mizutani; H. Semi; K. Kaneko (2000), “Space c-harge behavior in low-density polyethylene”,,IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 7(4), pp.503-508.
  • [8] Y. Murata; et al. (2013), “Development of high voltage DC- XLPE cable system”,SEI Technical Review, 76, pp.55-62.
  • [9] G. Mazzanti; M. Marzinotto (2013), Extruded cables for high-voltage direct - current transmission: advances in research and development,IEEE Press-Wiley.
  • [10] W. Long; S. Nilsson (2007), “HVDC transmission: yesterday and today”,IEEE Power & Energy Magazine, 5(2), pp.22- 31.
  • [11] (2011), HVDC - High voltage direct current transmission,Siemens AG - Energy Sector.
  • [12] K. Ogawa; T. Kosugi; N. Kato; Y. Kawawata (1990), “The world’s first use of 500 kV XLPE insulated aluminium sheathed power cables at the Shimogo and Imaichi power stations”,IEEE Transactions on Power Delivery, 5, pp.26-32.
  • [13] T. Fukuda (1988), “Technological progress in high-voltage XLPE power cables in Japan”,IEEE Electrical Insulation Magazine, 4, pp.9-16.