盐雾老化对动车组印制电路板绝缘性能影响研究

为了研究盐雾环境对动车组大功率模块控制电路板绝缘性能的影响,对全新控制电路印制电路板进行盐雾老化实验,搭建印制电路板(PCB)耐冲击电压试验平台,测试盐雾老化对印制电路板层间绝缘以及耐冲击电压的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)观察盐雾老化印制电路板表面腐蚀后的微观形貌。结果表明:盐雾环境中,电路板材料受到腐蚀,表面产生裂纹和大量凹坑,且附着大量以铁的氧化物为主要成分的疏松层,导致电路板绝缘性能下降。随着老化时间的延长,印制电路板的层间电阻以及耐冲击电压分3段下降,并且在老化约150 h时,其绝缘性能迅速下降。盐雾对印制电路板表面涂层的腐蚀是其绝缘性能下降的主要原因。     

大型发电机定子冲片涂层热氧老化特性研究

针对大型发电机定子冲片涂层的失效情况开展了热氧老化研究。结果表明，水溶性型和溶剂型硅钢片漆老化过程中元素种类和含量的变化存在差异，但自由基含量均随时间变化先增加后降低，可以确定二者的老化降解反应均以氧气作用下的自由基反应机理为主。样品老化后表面产生了大量微裂纹，并有无机填料暴露凸起，表面粗糙程度随老化时间和温度的提升有明显增加。本研究初步确定了涂层材料的老化机理，评估了两种不同类型硅钢片漆的耐热氧老化性能，为定子冲片绝缘涂层材料的体系设计提供了研究思路。     

硅钢冲片氧化膜处理

在硅钢片表面,使其生成0.01～0.02毫米厚的一层氧化薄膜,作为电机(变压器)、电器冲片的片间绝缘,乃是最经济、方便的方法,而且适于大批量生产。氧化膜处理是将硅钢片放在氧化气氛中,在一定的温度下保温,从而使冲片表面生成 Fe_2O_3和 Fe_3O_4薄膜的工艺过程。这层薄膜具有均匀、坚固、良好的绝缘性能。氧化剂有二氧化碳、空气加水蒸汽以及水蒸汽法等。不管采用何种氧化剂,其基本原理均是氧化剂与红热的铁接触时,发生氧化反应,从而得到 Fe_2O_3和 Fe_3O_4。     

硅钢片表面氧化处理工艺的试验

目前我国硅钢片厂生产的热轧硅钢片,其表面没有经过任何处理,大都由电机厂自行采取涂漆工艺作表面处理。我们作了表面氧化处理工艺的初步试验,与涂漆工艺进行比较,兹介绍于下。 1 氧化原理与氧化规范的选择硅钢片表面氧化处理是在一定温度下,通入各种氧化剂,使其表面形成一层三氧化二铁和四氧化三铁的混合薄膜(Fe_2O~3+Fe_3O~4)。这层氧化膜具有膜薄、附着力大、结构致密、连续、均匀、机械强度高、有一定厚度(0.004～0.006毫米)、耐热、抗腐蚀、导磁、不会老化、以及有一定表面绝缘电阻,能起到较好的绝缘作用等。这些特点对电工钢的要求是十分合适的。氧化处理用的氧化剂很多,通常有空气;二氧化碳;高锰酸钾;水蒸汽及水蒸汽与空气     

大型汽轮发电机端部硅钢片胶接的研究

1 前言大型汽轮发电机定子端部硅钢片,在电机运行过程中发生松动和摩擦,硅钢片绝缘漆磨损,片间绝缘丧失,磁涡流加大,使电机温度升高。硅钢片长期松动和摩擦,形成锋利的刀片状或断片,磨损、割伤定子线圈绝缘,造成接地事故,烧坏线圈和硅钢片(见图1、2、3)。     

硅橡胶复合套管用PRTV修复后表面放电对其憎水性及电性能的影响研究

长期挂网运行的复合绝缘套管往往不可避免地发生老化及机械破损,大大降低了绝缘子绝缘性能,现某些电力部门用PRTV持久性防污闪涂料(permanent room temperature vulcanized,PRTV)修复已经出现粉化、裂化等老化现象的复合绝缘外套,并对其修复后的电气性能做了一些试验,但对于复合绝缘外套修复后其表面发生拉弧放电鲜有报道。文中将PRTV涂料涂覆于实验室模拟的破损老化高温硫化硅橡胶表面(HTV)上,并使用指型电极做沿面干闪放电试验,通过对比放电前后硅橡胶材料的电气性能,研究表面放电对PRTV涂层憎水性的影响。结果表明:放电前后PRTV涂层憎水性明显下降,说明表面放电破坏了PRTV涂层中的化学键。同时,使用三电极测量系统对有无PRTV涂层和有无放电的试品进行测量,试验结果表明,PRTV涂层破坏了高温硫化硅橡胶基材的体积电阻率随温度变化曲线lnρv-1/T的线性规律,并且表面放电使得体积电阻率随温度变化曲线lnρv-1/T的线性关系更无规律可言。     

局部放电作用对变频电机匝间纳米复合绝缘的损伤机理研究

局部放电是变频电机匝间绝缘过早失效的主要原因之一。在双极性连续方波脉冲电压下对变频电机匝绝缘试样进行老化试验,测试了不同老化阶段的局部放电次数及平均放电幅值,采用扫描电镜观察了不同老化阶段试样绝缘介质表面的微观形貌变化规律及击穿点特征。研究结果表明:老化过程中,平均放电幅值及放电次数与老化时间的关系比较复杂,但总体上呈上升趋势;局部放电对纳米复合材料的侵蚀主要是造成聚合物基体降解,无机纳米填料因为其较强的键能而残留在介质表面上并建立起一层无机绝缘层,从而有效阻止局部放电对介质的进一步侵蚀,纳米复合绝缘介质表面生成的团絮物及孔洞将加速绝缘降解,最终导致绝缘寿命终止。     

H级电机硅钢片漆的研制和应用

聚酯亚胺硅钢片漆具有良好的电气性能、耐热性、附着性、耐辐照性、耐化学腐蚀性等。硅钢片涂漆后的层间绝缘电阻高,可达1×106Ω·cm2,可用于H级电机、电器以及核电、军品电机的铁心冲片绝缘处理上。本文介绍了新型聚酯亚胺硅钢片漆的研制过程、反应机理和各项性能测试数据,以及在军品电机和H级直流电机上的应用     

热老化对车载高压电缆终端应力控制管/EPDM复合层间界面放电特性的影响研究

车载高压电缆终端应力控制管(以下简称“应力管”)与乙丙橡胶(EPDM)所组成的复合层间界面间频繁发生放电现象,是造成终端绝缘击穿故障的常见部位,而应力管热老化特性变化又是影响其放电发展过程的关键因素之一。为探究应力管热老化特性对复合层间界面放电特性的影响规律,依据车载高压电缆终端特殊的绝缘结构及实际运行工况,分别在热老化温度为100℃、125℃和140℃三种老化环境下设计了应力管人工加速热老化试验,通过自制了老化应力管试样/EPDM复合层间界面模型和强极性针-板电极模型,搭建复合层间界面闪络试验平台,探明了不同老化条件下应力管试样对复合层间界面起始放电电压和闪络电压的影响规律;建立了应力管表面电荷输运模型,从微观层面探明并揭示了不同老化条件下应力管表面的载流子电导率、迁移速率的变化对复合层间界面模型放电特性的影响机理。通过以上研究,间接揭示了实际电缆终端复合层间界面的放电发展过程及演变规律。     

硅钢片绝缘涂层的边缘增厚与辊涂机的改进

本文在叙述辊筒涂层分析法的基础上分析了影响大型汽轮发电机用铁芯硅钢片绝缘涂层边缘增厚的因素,得出了"混入无机填料降低漆液的粘性,降低涂漆辊的表面硬度以及采用四辊机辊涂硅钢片漆的措施可减小边缘增厚效应"的结论,为我国电机行业用铁芯硅钢片涂漆工艺和设备的改进提供了理论基础.     

采用tanδ表征变频电机绞线对绝缘老化特性的研究

变频电机定子绝缘用电磁线的失效是导致电机绝缘破坏的主要原因。为此,针对JD117变频电机匝间绝缘用电磁线进行试验研究,以绞线对为试验对象,在双极性高频脉冲电压下,进行了不同频率和不同时间的老化,测试并分析了试样的介电频率谱和温度谱,结合扫描电镜(SEM)研究了不同老化条件对绞线对表面形貌的影响。试验结果表明:随着老化程度的加深,通过分析tanδ的频率谱,其峰值点的数值可以被用来判断绝缘的老化状况。老化使得材料内部结构发生变化,长链发生断裂,生成了小分子量的极性分子,松弛极化更易建立。老化前后,绞线对表面的形貌有很大的不同并且差异随着老化程度的加深而加大。     

高导热少胶云母带在H级高压交流电机上的应用研究

研究了应用于H级交流高压电机上的高导热绝缘结构,对该绝缘结构的线圈试样进行了匝间冲击、对地耐压、介质损耗因数、击穿电压、电压耐久性(电老化)、热评定和分级(热老化)等试验,并对几种高导热少胶粉云母带的导热系数进行了检测和分析.结果表明:高导热少胶粉云母带能够提高电机整体绝缘结构的导热系数,从而有效降低温升.同时该结构还具有良好的电气性能,温度指数达181℃,满足H级电机对绝缘的要求.     

对电机硅钢片涂层技术的认识和应用

1 硅钢片表面涂层的作用和种类众所周知,为了减少铁芯的涡流损耗,电机硅钢片要进行绝缘处理,并对其涂层有下列要求:a 有较高的绝缘性能;b 最小的厚度、表面均匀、光亮;c 良好的附着力;d 足够的耐热性和耐湿性;e 具有防腐、锈、油、污的能力。按照以上五条要求:60年代以后,美国和日本等国随着硅钢冶炼技术不断发展,使     

高压交流套管的油纸绝缘热老化特性及寿命模型研究

为研究高压交流套管的油纸绝缘热老化特性,用套管用绝缘油、绝缘纸及铝箔纸自制成样品并分别在90℃、100℃、130℃三种温度下进行加速热老化。对热老化过程中反映油纸绝缘材料样品老化状态的理化特征参数进行测试与分析。同时,对套管缩比模型在100℃进行电热联合老化实验,测试分析其在老化过程中相应的介电响应曲线,测试套管在绝缘失效并解体后的绝缘电气/理化参数。结果表明:对于套管的多层油纸屏障结构,最外层油纸绝缘是套管绝缘特性的薄弱点。油纸材料样品与套管缩比模型在老化过程中最外层绝缘纸的聚合度下降速率均最快,内层较慢,分析认为水分和油酸在各层间的分布规律是导致该现象的主要原因;相比传统的工频电容值,低频段对应的电容值对绝缘状态变化反映更为灵敏。以油纸绝缘材料样品最外层绝缘纸的聚合度随温度与时间变化数据为依据,建立了套管油纸绝缘热寿命模型,并初步验证了该模型的有效性。     

氟化协同偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂的热氧老化特性研究

环氧树脂在电机定子主绝缘中具有广泛应用,热老化是电机绝缘劣化的重要因素之一.氟化改性纳米SiO2填料可显著改善环氧复合材料的电气性能,然而氟化协同改性技术对环氧复合材料抗热氧老化的机制尚不清楚,限制了其在电机主绝缘中的应用.为此,论文对氟化协同偶联剂改性环氧复合材料的热氧老化特性进行研究,对不同老化时间下复合材料的表面形貌、玻璃化温度、击穿场强、介电特性及空间电荷特性等进行了测试.结果表明:与未改性环氧试样及单一偶联剂改性试样相比,随着老化时间推移,协同改性试样的玻璃化温度、击穿场强、介电常数、介质损耗因数等退化量显著减少.协同改性试样结构相对稳定,老化后材料表面分裂形成颗粒状物质受到有效抑制,具有更好的抗热氧老化特性.     

聚酯纤维纸——聚酯薄膜复合箔的试制研究

聚酯纤维纸—聚酯薄膜复合箔(以下简称为复合箔)是由上下两层聚酯纤维纸中间夹以一层聚酯薄膜,经粘合后表面浸涂一层绝缘漆而制成的。本复合箔采用的聚酯纤维纸(又名聚酯无纺布)是选择气流成网粘合法制成,用它作为薄膜的被复物大大加强了薄膜的物理、机械性能和赋与了较为理想的工艺性能;粘合剂为环氧醇酸漆;表面绝缘涂层为丙烯酚醛——环氧醇酸复合漆,两者除工艺性能作用外,同时也起到作为薄膜及纤维纸表面对空气中的氧和潮湿隔绝作用,从而提高其耐热性和高温下的稳定性。本复合箔从已经取得的热老化寿命试验结果来看(试验仍在进行中)其温度指数在130℃以上,完全能合乎B级绝缘的要求。经放大试制的复合箔提供给上海、江苏、广东等地12个电机厂进行应用试验,共制成了JO_2、JO_3、JS、BJ、12R等型号电机50余台,从各厂提出的应用报告表明符合中小型低压电机应用要求,具有下线工艺方便、机械强度好和耐压强度高等优点。     

不同温度热老化对高压配网交联聚乙烯电缆绝缘表面陷阱参数的影响

陷阱参数可影响交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘中载流子的注入和迁移过程,进而对XLPE电缆绝缘的介电性能产生影响。针对商用110kV的高压配电电缆绝缘,通过等温表面电位衰减(isothermal surface potential decay,ISPD)测试系统研究不同温度热老化过程对XLPE电缆绝缘表面陷阱参数的影响。实验结果表明,未老化的XLPE电缆绝缘表面以电子深陷阱和空穴深陷阱为主,当老化温度低于XLPE的熔融温度(T_m)时,浅陷阱密度增加,深陷阱密度变化幅度不大,XLPE电缆绝缘表面仍以深陷阱为主。而当老化温度高于Tm时,电子、空穴浅陷阱密度大幅增加,深陷阱密度大幅下降,陷阱能级下降,老化临界时间之后,XLPE试样表面以电子浅陷阱和空穴浅陷阱为主。热老化试样中浅陷阱密度的增加可能来源于羰基(C=O)等老化副产物的增加,深陷阱密度的下降可能是来源于老化过程对球晶的破坏。不同老化温度条件下表面陷阱密度和能级变化规律的差异可能是由晶体结构劣化方式的差异造成。     

热老化对间位芳纶纸微观结构与电气性能的影响

针对某国产间位芳纶绝缘纸，自主搭建实验平台开展热老化特性评价，分别在105℃、155℃和180℃下开展周期为30 d的热老化实验，研究热老化过程中纸样化学结构、微观形貌以及电气性能的变化，并基于等温表面电位衰减法对比不同热老化阶段试样的表面陷阱分布特性，对不同老化温度下试样的聚合度和电气强度进行拟合。结果表明：热老化宏观上对间位芳纶纸的表面、截面均有破坏作用，整体引起聚合度的下降；微观上对间位芳纶纸分子结构中的酰胺键、C-N键和C=O键都有较大的破坏作用。热老化造成间位芳纶纸的体积电导率上升，电气强度下降。热老化过程中间位芳纶纸会短暂性地出现浅陷阱，随后消失，且温度越高，浅陷阱出现的时间越早，这对于间位芳纶纸热老化阶段的定量判断具有较大意义。     

交联聚乙烯电缆热老化与电树枝化相关性研究

热老化过程不但会影响交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘的物理化学性能,还对绝缘内电树的产生与生长有着一定的影响。研究了热老化后XLPE电缆绝缘中的电树行为．探讨XLPE电缆绝缘中电树枝过程与材料热老化的关系。采用带循环通风的热老化箱对XLPE电缆绝缘进行3个温度等级的热老化实验：采用针板结构电极进行电树枝实验,并利用数码显微镜观察电树枝的产生和发展情况;利用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶红外光谱分析（FTIR）测试了不同温度热老化下XLPE电缆绝缘的物理化学性能;最后探讨了几种不同结构电树枝的生长机理．认为热老化并没有加速电树枝的生长．反而有一定的抑制作用．     

新型水溶性半无机硅钢片漆的研制

为了增大电机铁芯叠片间的绝缘,以改型酚醛树脂为基体,纳米TiO2为无机填料,研制了一种新型的水溶性半无机硅钢片漆。实验结果表明,该漆不仅在力学性能和电学性能等方面达到了同外同类硅钢片漆的水平,而且耐热性能优异,初始分解温度为392.632℃,优于进口漆的305.014℃,并且具有优良的储存稳定性。