Kapton CR防电晕薄膜热老化特性的研究

研究了热老化和冷热循环老化对Kapton CR薄膜击穿电压、拉伸强度和伸长率的影响。结果表明:Kapton CR薄膜的拉伸强度和伸长率随着热老化时间的延长和冷热循环老化次数的增多而明显变小,而Kapton CR薄膜的击穿电压没有明显变化。     

变频电机用聚酰亚胺薄膜电老化特性研究

为研究变频电机用耐电晕型聚酰亚胺材料耐局部放电老化机理,采用电导电流法分别测量了普通聚酰亚胺薄膜(100HN)和耐电晕型聚酰亚胺薄膜(100CR)电晕老化前、经10kV/mm、20kV/mm电晕强度8h老化后的电老化阈值。结果表明,2种薄膜的电老化阈值随电老化强度的增加而减小,且耐电晕型薄膜的电老化阈值始终高于普通膜的阈值;在2种薄膜的空间电荷限制电流区内,耐电晕型薄膜的电流增长率较大,说明其中含有更多的浅陷阱,测试结果与其170°C下退极化电流测试结果一致。这些浅陷阱有效调节了聚酰亚胺薄膜中电场的分布,改善其耐电晕性能。     

大气相对湿度对聚酰亚胺薄膜表面电晕特性及老化过程的影响

在不同的大气相对湿度(RH)下,聚酰亚胺薄膜的电晕耐受能力具有显著差异,为了掌握相对湿度对薄膜表面电晕特性及老化过程的影响,本文对不同RH下薄膜的电晕放电过程、电学变化及表面形貌进行跟踪监测,获得了RH对薄膜电晕老化的影响规律.结果表明:随着RH的升高,正、负半周放电活跃程度呈现相反的变化趋势;在RH≤69％时,放电量和放电频次随电晕时间表现为快速增长阶段、平稳阶段和二次发展阶段,当RH达到84％时,两者随时间呈线性增加趋势;薄膜含水量变化率(Δwt％)在电晕老化初期提高较为明显,而在中后期趋于平稳,当RH达到84％时,Δwt％随老化时间线性上升;分析表明,电晕放电对薄膜表面的电热损伤是表面电阻率(ρs)快速下降的主要原因,随着电晕侵蚀,水分缓慢渗入,最终导致体电阻率(ρv)的剧烈下降直至击穿.     

纳米粒子对聚酰亚胺薄膜电晕老化形态的影响

为了研究无机纳米氧化物在提高聚合物耐电晕性能方面所起的作用,采用高分辩率光学显微镜比较了聚酰亚胺(PI)薄膜和纳米Al2O3填充聚酰亚胺薄膜在相同条件下的老化形貌,发现纯PI表面老化形态早期为山谷状,随着时间的延长山谷的深度增加,最终形成凹坑;而PI-Al2O3复合薄膜则呈浅凹坑状,随着老化的进行最终发展成浅的由纳米粒子组成的蜂窝状孔洞,且老化速度显著降低。     

耐电晕聚酰亚胺薄膜的可靠性研究

为了评价聚酰亚胺/纳米TiO2复合薄膜的耐电晕寿命,对自制的聚酰亚胺/纳米TiO2薄膜进行加速寿命试验,并对得到的实验结果用两参数Weibull分布解析法计算,得出了该薄膜在(15士3)℃,770 V、20 kHz的脉冲电压条件下的累积失效概率方程和可靠度方程等可靠性参数。Weibull假设检验结果表明,所得试验结果服从Weibull分布。     

聚酰亚胺薄膜绝缘材料耐电晕机理研究

为了探讨聚酰亚胺薄膜绝缘材料耐电晕机理,对自制纳米杂化聚酰亚胺(PI)薄膜进行不同时间的电晕预处理,并对电晕预处理后的试样分别进行电晕老化与热激电流(TSDC)测试,结果发现在适当的电晕预处理条件下,纳米杂化PI薄膜的耐电晕寿命会得到提高,且薄膜耐电晕寿命、热激电流活化能都与薄膜电晕预处理时间存在一定关系,二者变化趋势大致相同。分析表明纳米杂化PI薄膜的耐电晕寿命与其中受陷载流子的状态有关,当材料中均匀分布能级较深的稳定的载流子陷阱时,材料表现出较好的耐电晕性能。     

基于介电谱分析聚酰亚胺薄膜的老化特征

对纳米和普通聚酰亚胺薄膜进行了双极性脉冲电压下的老化试验,分析了薄膜老化前后的介电频率谱和温度谱,并借助电镜扫描分析,研究了薄膜老化前后的微观结构形态与宏观介电性能之间的关系.结果表明:老化使聚酰亚胺薄膜介电频率谱中的偶极子弛豫损耗峰向高频移动,低温区的界面极化损耗峰向高温移动;且老化使聚酰亚胺薄膜分子链断裂,生成分子量小的极性分子,使取向极化更易建立;纳米粒子的加入,削弱了老化因子对聚酰亚胺薄膜内部结构的破坏作用,使偶极子取向带来的弛豫损耗大大减小;纳米掺杂形成大量的界面缺陷,使界面极化带来的介质损耗大大增加.     

不同频率和温度的电晕放电对聚酰亚胺薄膜的损伤特性研究

基于局部放电测试系统,构建了不同温度和频率下聚酰亚胺薄膜的老化寿命模型,研究了频率和温度对聚酰亚胺薄膜损伤特性的影响。结果表明:不同温度下聚酰亚胺薄膜的电晕老化寿命与施加的电压频率成非线性衰减关系;频率增加,导致放电残余电荷不易扩散和单位时间内放电次数增多,绝缘寿命缩短;随着温度的升高,放电现象可能经历显著增强、平稳、再剧烈的3个阶段。     

纳米复合RTV和HTV电晕老化特性对比实验研究

电晕老化可能导致硅橡胶使用寿命和防污闪效果下降,为了研究硅橡胶材料在电晕作用后的老化特性和使用寿命,选取纳米复合室温硫化硅橡胶(RTV)和高温硫化硅橡胶(HTV)两种材料,在实验室模拟交流电晕老化环境,研究了电晕放电对两种硅橡胶综合性能影响,讨论了电晕放电对RTV和HTV的绝缘特性破坏效应。分析了不同硅橡胶在电晕作用下介损、电阻率、耐热性能的变化规律,结合扫描电镜(SEM)和红外光谱技术对RTV和HTV的老化特征进行了比较研究,寻求了新的参数来评估硅橡胶电老化程度,尝试对硅橡胶电老化寿命进行了定量评估。结果表明,典型特征峰红外光谱吸收峰面积结合聚合物电老化寿命公式可以描述硅橡胶电老化程度,纳米复合RTV的电老化寿命约为普通HTV的1.63~1.84倍。     

聚酰亚胺纳米复合薄膜耐电晕机理研究

聚酰亚胺(Polyimide,PI)因其具有良好的热稳定性和优异的耐电晕特性广泛应用于变频电机中,添加纳米粒子可以有效提高PI薄膜的绝缘性能。为了系统的研究PI纳米复合薄膜的耐电晕机理,利用原位聚合法制备了纯PI膜和纳米Al2O3掺杂的PI膜,测试两种薄膜的表面电导率、体积电导率、热失重(TGA)以及高频方波脉冲下的耐电晕时间,并用SEM观测两种薄膜击穿后的表面形貌。结果表明:添加纳米粒子使PI薄膜的电导率、热分解温度和耐电晕时间增加;电晕放电的侵蚀使得两种薄膜表面都出现微孔和沟壑,PI/Al2O3薄膜表面析出纳米粒子;在电晕侵蚀过程中,纳米PI薄膜强的表面电荷扩散能力和高的热稳定性,加上析出的纳米粒子对电子和光子的屏蔽阻挡作用,是PI薄膜耐电晕性能增强的主要原因。     

方波脉冲下聚酰亚胺/纳米复合薄膜耐电晕特性研究

本文为探究在方波脉冲下聚酰亚胺(polyimide,PI)/纳米复合薄膜的耐电晕特性,采用原位聚合法制备了纯膜和掺杂纳米氧化铝的复合薄膜,通过傅里叶红外光谱(FTIR)技术分析了薄膜的化学结构,测量了纯膜和纳米膜的表面电阻率,并在重复方波脉冲下进行耐电晕实验,最后运用扫描电子显微镜(SEM)分析电晕击穿前后薄膜的微观形态。实验结果表明:纯膜和纳米膜的耐电晕时间都会随着电压的升高而降低,并且在同一电压下,纳米膜的耐电晕特性优于纯膜。通过测试分析,从纳米粒子和聚合物基体间形成的界面、薄膜表面电荷分布、薄膜试样击穿过程3个方面对纳米薄膜优异的耐电晕特性给出了解释。     

纳米二氧化硅/聚酰亚胺耐电晕薄膜的研究

通过超声机械混合方法制备纳米二氧化硅／聚酰亚胺复合耐电晕薄膜，并对其耐电晕性进行测量。用红外光谱(IR)和原子力显微镜(AFM)观察无机纳米粒子的分散情况及其电晕前后变化。结果表明：纳米二氧化硅／聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性比普通的聚酰亚胺薄膜高。     

高压脉冲方波下聚酰亚胺薄膜电老化寿命模型

逆变器输出的高压脉冲方波会导致变频调速牵引电机绝缘过早损坏,其老化机理与工频交流电压下不同.利用一种高压脉冲绝缘老化试验系统模拟变频器对变频调速牵引电机定子绕组绝缘的老化作用,以聚酰亚胺薄膜为试验对象,研究了脉冲方波幅值、频率对绝缘寿命的影响,提出了高压脉冲方波下绝缘材料的电老化寿命模型.     

聚酰亚胺/氧化铝复合薄膜耐电晕性能研究

采用逐层流延铺膜及热亚胺化法制备了掺杂层纳米氧化铝含量不同的聚酰亚胺/氧化铝(PI/Al_2O_3)三层复合薄膜。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪对复合薄膜进行表征,并对复合薄膜的力学性能、热稳定性及耐电晕性能进行测试。结果表明:复合薄膜具有明显的三层结构,掺杂层中纳米Al_2O_3颗粒分散均匀,纳米Al_2O_3的加入会降低PI基体的排列有序度。加入纳米Al_2O_3颗粒后PI/Al_2O_3三层复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,热稳定性和耐电晕性能提高。当掺杂层无机含量为16%时,PI/Al_2O_3三层复合薄膜的耐电晕时间比纯PI薄膜提高了48倍。     

氧化铝掺杂聚酰亚胺薄膜的热老化研究

通过热重分析（TG）方法研究了Al2O3掺杂聚酰亚胺（PI）的热稳定性。结果表明,Al2O3质量分数为8%的PI的热稳定性要优于Al2O3质量分数为4%的PI。利用CoatsRedfern方法计算分解动力学参数,求得Al2O3质量分数为4%和8%的掺杂PI在氮气及空气氛围下的热分解活化能（E）分别为91.18 kJ/mol、86.83kJ/mol1、05.53 kJ/mol和100.88 kJ/mol。同时计算出相应的碰撞系数（A）值,以及反应级数（n）值,最后估算出其长期使用的上限温度,依次为193.08℃、191.00℃、217.11℃和212.83℃。结果表明,CoatsRedfern方法是预测杂化PI材料长期使用上限温度的可靠方法之一。     

无机纳米掺杂对聚酰亚胺薄膜电老化阈值的影响

采用电导电流方法分别测试了杜邦公司纳米杂化聚酰亚胺薄膜(100CR)和原始聚酰亚胺薄膜(100HN)未老化、10 MV/m、20 MV/m电晕强度8 h老化后的电导电流,发现杂化膜的电流量比原始膜大近一个数量级,杂化膜未老化时的阈值为40 MV/m,而原始膜为35 MV/m,且两者的电老化阈值均随电老化强度的增加而减小。这些数据及曲线的获得对理解聚合物电老化机理和绝缘材料的合成改性提供重要参考价值。     

影响聚酰亚胺薄膜耐电晕性能测试因素的研究

为表征变频电机用聚酰亚胺复合薄膜材料的耐电晕性能提供一个可靠、准确的试验方法,在参照国内外相关标准的基础上,对杜邦Kapton 100CR薄膜进行了耐电晕性能测试,分析了外施脉冲电源、电极、测试温度环境等因素对薄膜耐电晕测试结果的影响,并提出在测试中需要注意的问题.     

聚酰亚胺薄膜绕包铜扁线耐电晕性能的研究

通过对聚酰亚胺薄膜绕包铜扁线的工艺研究,分析了聚酰亚胺薄膜绕包铜扁线的耐电晕性能。结果表明:影响聚酰亚胺薄膜绕包铜扁线耐电晕性能的主要因素为烧结温度、绕包张力和红外辐射炉温度。当烧结温度为230℃,绕包张力为8 N,红外辐射炉温度为450℃时,聚酰亚胺薄膜绕包铜扁线的耐电晕性能最佳。