纳米改性聚丙烯复合绝缘材料性能研究Ⅰ——在交流电场下的击穿特性

聚丙烯作为一种复合绝缘材料目前已广泛应用于射频电容器及电力电缆等设备中。聚丙烯混合天然纳米黏土颗粒后可作为一种纳米复合绝缘材料应用于实际工程中。本文旨在通过实验及理论的研究获取该复合绝缘材料的电气性能,为其应用提供技术支持。首先搭建了一套用于测试材料电气击穿特性的综合实验平台,接着分别在2种不同的加压方式下测量得到了混合不同重量比例(0%、2%和6%)纳米黏土颗粒的聚丙烯绝缘薄膜的电流密度及击穿场强值。研究结果表明:1)混合纳米颗粒的聚丙烯其击穿场强要明显高于未经纳米黏土添加的试品;2)复合绝缘材料电流密度与电场强度之间呈现非线性的函数关系,并有饱和趋势。随着电场强度的增加,复合绝缘材料的相对介电常数也发生着变化。在本文的实验样品范围内,纳米黏土颗粒的添加比重为2%时对于材料电气性能的提升较为明显。本文的研究成果可为聚丙烯复合绝缘材料的应用提供参考。     

耐高压绝缘材料的研究现状及进展

从高导热、耐高温、环保型、纳米颗粒改性等方面对国内外耐高压绝缘材料的研究现状和进展进行了综述。高导热、耐高温绝缘材料方面国外多家知名公司保持着领先优势,国内虽取得较多的成果,其产品仅适用于中小型高温电机,不能满足高压大电机的使用要求。环保型绝缘材料方面,通过提高绝缘漆中的固体含量和降低粘度,减少有毒溶剂的含量,或用无毒溶剂及水代替,以达到环保要求。生物可降解绝缘材料及环境降解绝缘材料的可行性方面也进行了探索性试验。利用无机纳米粒子改性电气绝缘材料,不但能大幅度提高绝缘材料耐压和耐电晕等方面的性能,还提高了电机的使用寿命。     

纳米填料对聚合物介电性能的影响

聚合物基纳米复合材料作为电介质和电气绝缘材料在电力电子技术领域有着广泛的应用前景。在综合国内外近年来公开发表的相关文献基础上,对无机纳米粒子的填充对聚合物材料在击穿强度、体积电阻率、介电性能以及耐电晕等方面的研究进展进行了评述,并指出今后研究的方向。     

环氧树脂纳米复合电介质制备方法及其绝缘性能的研究进展

环氧树脂或树脂浸渍纤维板是电力设备中重要的绝缘材料,过去通过掺杂微米级的无机氧化物填料以提高材料的机械性能。近年,开始使用纳米颗粒掺杂环氧树脂,对于提高材料的绝缘性能,特别是对提高击穿场强、耐电晕性、耐电痕化、导热性、耐低温性、耐辐射性和耐候性等方面具有重要意义。文中以纳米复合电介质的绝缘性能为出发点,概述了纳米复合电介质的常用制备方法,给出了环氧树脂纳米复合电介质的制备流程,总结分析了环氧树脂纳米复合电介质的介电性、局部放电腐蚀、绝缘击穿强度及机械性能。综述了环氧树脂纳米复合电介质在电机绝缘系统中的应用和最新研究进展,为环氧树脂纳米复合电介质在电机主绝缘中的应用提供了思路。     

聚合物纳米复合材料耐电晕机理的研究进展

叙述了耐电晕聚合物纳米复合材料的研究进展,分析了绝缘材料的耐电晕机理,为开发新型耐电晕聚合物纳米复合材料奠定了基础.虽然国内学者对其合成、结构、性能及耐电晕机理等问题进行了研究,并取得了一定的进展,但尚未获得关键性突破.即生产耐电晕绝缘材料的关键技术有待提高.     

纳米掺杂对环氧复合绝缘材料不均匀热老化特性的影响

本文制备了改性纳米氧化铝掺杂质量分数分别为0%、1%、10%的环氧复合绝缘材料，对其在150℃下开展了热老化试验，并通过动态机械（DMA）测试、扫描电子显微镜（SEM）测试和线性热膨胀测试研究其热老化特性及机理。结果表明：环氧复合绝缘材料在热老化过程中形成了不均匀的老化结构，且表面老化层厚度与纳米氧化铝的含量有关。当纳米氧化铝掺杂质量分数为1%时，试样的表面老化层厚度最小，此时纳米颗粒分散性良好且紧密地镶嵌在环氧基体中。结合玻璃化转变的自由体积理论，计算发现纳米氧化铝掺杂质量分数为1%时，试样的自由体积分数最小，且对应的环氧基体α主松弛时间最长，分子链活动性最低。在环氧树脂中加入适量改性纳米氧化铝可以提高分子链的交联程度，降低体系的自由体积，进而削弱氧气在材料内部的扩散能力，最终降低环氧复合绝缘材料的不均匀热老化程度。     

纳米ZnO/低密度聚乙烯复合材料的介电特性

聚合物纳米复合材料因其优良的介电、机械等性能在电介质领域得到广泛的应用。纳米粒子改性聚乙烯基绝缘材料具有很好的研究价值及工程意义。该文主要研究了表面经分散剂处理的纳米ZnO粒子添加剂与低密度聚乙烯(LDPE)共混物的介电特性。结果表明5%含量的纳米ZnO添加剂能有效提高聚乙烯基复合材料的体积电阻率和交流击穿强度。同时纳米添加剂虽增加了体内的残余电荷,但能有效抑制电极同极性电荷的注入。另外由于聚合物纳米复合材料的界面特异性,使得介电常数随着纳米ZnO含量的增加呈先减小后增大趋势,而损耗值却线性增加。纳米ZnO/聚乙烯复合材料介电性能提高归因于纳米粒子与聚乙烯分子间类同于深陷阱的界面效应。     

湿热环境下聚丙烯基直流电缆绝缘材料的应用前景北大核心CSCD

直流输电已经成为电网建设的关键环节,高压直流电缆是直流输电的关键电力设备。随着柔性直流输电方式的应用,挤包塑料绝缘电缆得以在实际直流输电工程中逐渐使用。然而,在高温高湿气候地区,湿热环境下的绝缘材料加速老化现象给电缆安全稳定运行带来极大挑战。为促进环保新型挤包塑料绝缘电缆的发展,文中分析了可回收聚丙烯绝缘材料在湿热环境下应用的关键技术问题,总结聚丙烯纳米改性复合材料、共混改性复合材料、化学改性材料等方面的研究进展,并对高性能环保型聚丙烯直流电缆材料在湿热环境下的应用前景进行展望。     

绝缘文摘与专利

纳米技术在高性能电力复合绝缘材料中的工程应用/张冬海；张晖；张忠；等/中国科学：化学，2013(6)
　　本文结合研究团队在纳米改性绝缘材料方面的工作积累，综述纳米技术在高性能复合绝缘材料与防护中的工程应用进展。     

高压直流电缆聚乙烯绝缘材料研究现状

聚乙烯类材料因其优异的介电性能被广泛应用于高压直流电缆绝缘。直流电缆运行过程中,绝缘材料电导率随温度梯度变化和直流电场下空间电荷的积聚而变化,导致绝缘材料内部电场畸变,是目前高压直流聚乙烯电缆绝缘发展面临的严峻问题。该文通过综合国内外研究,论述了高压直流电缆聚乙烯绝缘材料的研究进展,分析了改性聚乙烯绝缘材料的介电性能和作用机理,最后展望了高压直流聚乙烯绝缘材料的发展趋势。研究结果表明,纳米掺杂改性能够有效抑制聚乙烯绝缘材料内部空间电荷的积累,改善聚乙烯绝缘材料直流电导率的温度特性;共混改性生产免交联的聚乙烯绝缘材料能够提高其介电性能;电压稳定剂能提高聚乙烯绝缘材料的耐电树枝性能,具有良好的发展前景;超纯净聚乙烯绝缘材料是高压直流聚乙烯电缆绝缘材料研发的基础和重点。这些研究成果的总结可为未来高压直流电缆聚乙烯绝缘材料的研究和发展提供参考。     

AgNi触头材料应用性能及其主要制备工艺

综述了AgNi触头材料的基本物理性能及近年来AgNi触头材料电气性能的研究情况,介绍了AgNi触头材料在接触器、断路器、继电器三大领域的应用以及AgNi触头产品烧结挤压法、单片压制法这两种主要制备工艺,指出目前各企业、研究院所正从添加物的选择、粉末的处理、新加工工艺的开发和应用等方面对AgNi触头材料进行改进,不断拓展AgNi触头材料的应用范围。     

环保型生物可降解绝缘材料的研究

由石油化工原料生产的绝缘材料很难自然降解,废弃后造成环境的严重污染.为解决此类问题,有人提出将生物可降解材料用作电气绝缘材料的设想,并对其可行性进行了理论和实验上的探索.文章综合论述了生物可降解材料聚乳酸(PLA)的可降解性能、电气性能,探讨了其用作绝缘材料的可行性,并预测了今后绝缘材料的发展方向.     

高压和真空铜基触头材料的研究进展

综述了铜基电触头材料的研究进展,重点介绍和分析了高压和真空铜基触头材料的应用、制备工艺及性能研究,展望了高压和真空铜基触头在材料及制备工艺等方面的发展趋势。     

我国发电厂凝汽器管材的生产、应用现状及市场前景分析

对我国发电厂常用凝汽器管材（钢合金管、钛管、不锈钢管）的研究发展历史及应用现状进行回顾性综述，并对各种凝汽器管材的应用市场前景进行简要分析。     

环保型电线电缆材料的现状及发展思考

论述了目前国内外环保型电线电缆材料的研究、制造和应用,以及相关标准制定和采用的现状,提出了《十一五》期间我国对环保型电线电缆材料研究和生产应着手的几项工作,并对电线电缆行业的发展提出了几点思考和建议。     

GIS用关键绝缘制品材质耐环境性能的基础研究

针对目前GIS产品通常涉及到的不同种类的绝缘材质,对其耐酸、碱和盐腐蚀等方面进行基础试验和分析,对GIS产品在使用过程中规避不良影响、正确使用有着重要的指导意义。笔者介绍了GIS产品常用绝缘材料的主要特点和适用范围,选取关键绝缘制品,对其材质按照相关标准制样、试验。系统地分析了试验数据,得出了在不同环境条件下绝缘材质的耐受能力,为GIS产品选用绝缘材料提供了可靠的依据。     

信息化物资采购服务平台在合同签约中的应用

将企业管理解决方法系统搭载配套功能性软件,使信息化技术在物资采购合同签约中得到应用。阐述了传统物资采购合同签约过程存在的不足,分析了信息化物资采购服务平台对合同签约的影响,展望了未来信息化技术在物资采购合同签约过程中的创新。     

中高压铜基电触头材料的研究现状

综述了中高压铜基电触头材料的分类、特点、应用范围和发展现状,重点分析了触头材料几种制备工艺的优缺点,展望了铜基电触头材料的发展趋势。     

新型热电材料的研究进展

热电材料是一种性能优越,具有广泛应用前景的环境友好型材料,它能够直接把电能和热能相互转化。简要介绍了热电材料的热电效应,综述了新型热电材料的种类及其研究进展,展望了热电材料的发展方向。     

Active optoelectronics using thin-film organic semiconductors

We review recent results in the emerging area of organic semiconductor materials. Light-emitting devices, thin-film transistors and ultrafast photodetectors are used as examples to show the progress made in our understanding of the fundamental optoelectronic properties of organic thin films, and their application to active electronic devices. Also, a perspective of the potential of these materials for practical application following 50 years of intense research is considered