方波脉冲下纳米氧化硅掺杂对聚酰亚胺绝缘性能的影响

编号：NMJS05995

篇名：方波脉冲下纳米氧化硅掺杂对聚酰亚胺绝缘性能的影响

作者：刘洋 ;吴广宁 ;高国强 ;张血琴

关键词：PI/SiO2纳米复合膜 双极性方波电压 击穿电压 电晕老化 纳米复合结构

机构： 西南交通大学电气工程学院,成都610031

摘要： 聚酰亚胺纳米复合薄膜（polyimide,PI）广泛应用于电机绝缘。方波脉冲下的局部放电是变频电机绝缘失效的主要原因之一。为了研究高频脉冲电压下PI膜的老化,探讨纳米粒子在PI膜中的作用机理,文中将粒径为30 nm的SiO2无机填料掺杂到PI膜中。利用场发射扫描电镜（SEM）观察纳米SiO2在PI膜中的分散情况,并在方波脉冲电压下对复合薄膜进行了耐压和耐电晕实验,最后运用纳米复合3层结构解释了PI膜绝缘破坏的过程。研究结果表明：纳米粒子均匀分散到PI基体中,纳米SiO2的加入可以提高PI膜的电导率和介电常数,影响电子迁移率;PI/SiO2膜耐压特性随着SiO2纳米粒子体积分数的增加先增强后减小,在体积分数为5%时达到最大值。耐电晕特性随着SiO2纳米粒子体积分数增加而上升。SiO2纳米粒子会在试样中产生大量的有机—无机界面以及复合结构,影响了电子在介质中的作用机理,导致PI膜绝缘性能发生改变。