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杜邦100CR薄膜耐电晕性能的观点理论

点击次数:606    发布日期:2019-01-07   本文链接:http://www.pibomo.com/datum/854.html

1995 年美国杜邦公司通过无机掺杂研制出耐电晕聚酰亚胺薄膜( 卡普顿100CR 薄膜) ,该薄膜的耐电晕时间在20 kV/mm 场强下可达105 h,接近云母纸水平。关于该薄膜通过掺杂无机组分提升其耐电晕性能的机理有多说法,主要有以下几种观点和理论:

1. 阻止电晕的破坏。电晕放电产生高能电子束、紫外线、臭氧等,对薄膜表面进行侵蚀破坏,使介质表面的有机物发生化学及物理降解,降解的有机物*终作为气体挥发。随着老化的进行,薄膜被腐蚀的区域增大并逐渐向内部发展而形成放电通道,并*终发展成贯穿性通道,使薄膜发生击穿。而无机粒子的存在可以有效阻止延缓电晕对薄膜的破坏,从而提高薄膜的耐电晕性能。

2. 在基体内部形成多核结构。电晕老化过程中,材料的表层以及球形粒子的外层首先遭到破坏,随着电晕的进一步发展,进入薄膜内部的载流子经过基体和粒子的界面层形成曲折的“之”字形运输通道,这样延长了载流子的传播路径,同时避免了空间电荷的积累,因而聚酰亚胺材料的耐电晕性能得到了提升。

3. 协同效应。造成聚酰亚胺薄膜的电晕老化击穿的原因并不是由单一的因素引起的,导致薄膜*终破坏的起因是由电晕放电破坏、热效应和空间电荷积累共同作用的结果。电晕放电会对薄膜的结构和性能造成明显的破坏,首先,电晕放电会破坏薄膜表面,造成薄膜的质量损失和薄膜的厚度变薄; 其次,薄膜内部的大量电荷由于无法释放无形之中使薄膜承受更大的电场强度; *后,在电晕放电过程中释放大量的热,对绝缘材料的热冲击很严重,使之发生热老化,这些因素造成的综合效应导致了薄膜电晕击穿的提前发生。

4. 抑制空间电荷的积聚。当波峰上升速度增加后,空间电荷就会在电极和绝缘材料之间积累,这些积累的空间电荷会使绝缘材料承受更大的电场强度,因而过高的电场强度会使绝缘材料过早发生击穿破坏。

5. 抑制短时间高温影响。材料的电晕老化是一个相对较长的过程,而变频电机中绝缘材料的破坏可以在很短的时间内发生,所以极有可能是电晕放电产生的热量引起了材料提前老化破坏,而表面无机组分的存在可以起到良好的隔热作用。



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