摘要：為解決直流電纜附件內(nèi)因溫度梯度和材料電導率差異而引起的局部電場畸變的難題,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特性的CaCu3Ti4O12納米纖維/液體硅橡膠復合介質(zhì)。采用XRD和SEM對CaCu3Ti4O12納米纖維和CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復合介質(zhì)進行微觀結(jié)構(gòu)表征,并對CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復合介質(zhì)的介電特性、空間電荷特性及在30℃、50℃、70℃條件下電導率隨電場強度變化規(guī)律和擊穿強度進行測試,最后建立電纜附件模型,并對附件應力錐根部電場進行仿真。結(jié)果發(fā)現(xiàn):CaCu3Ti4O12納米纖維/硅橡膠復合材料的介電常數(shù)和電導率都隨著CaCu3Ti4O12納米纖維含量的增加而增大,當納米纖維達到3vol%時復合介質(zhì)的相對介電常數(shù)增加到3.27,非線性電導率也變化了近4個數(shù)量級,經(jīng)過空間電荷測試發(fā)現(xiàn),空間電荷的消散量與CaCu3Ti4O12納米纖維含量也正相關(guān),復合材料的直流擊穿強度隨納米纖維含量的增加而降低,通過對附件進行穩(wěn)態(tài)電壓作用下的電場分布仿真分析發(fā)現(xiàn),當CaCu3Ti4O12納米纖維的含量為2vol%時,應力錐根部最大電場強度已經(jīng)從增強絕緣中轉(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/硅橡膠復合介質(zhì)作為增強絕緣材料時最大電場強度均遠遠低于其擊穿強度。以上實驗結(jié)果表明,CaCu3Ti4O12納米纖維作為填充相在較低的摻雜濃度實現(xiàn)了對液體硅橡膠的改性,滿足了復合介質(zhì)應用于電纜附件的電氣絕緣性能需求。