含硅氧结构聚酰亚胺薄膜的高频沿面放电特性

用于高频电力变压器匝间绝缘的聚酰亚胺,因沿面放电而易发生绝缘失效,利用硅氧结构进行改性是有效的解决方法.该文研究高频电应力下含硅氧结构聚酰亚胺薄膜的沿面放电特性,通过向聚酰亚胺中引入5％等效摩尔含量的纳米SiO2粒子(SiO2-PI)和二硅氧烷GAPD(GAPD-PI),与纯聚酰亚胺(PI)一起进行沿面绝缘强度和全寿命沿面放电特性测试,并结合电阻率、紫外–可见光谱、SEM等测试技术开展比较分析.结果表明:在针–板电极的高频沿面放电中,电晕易向前发展,闪络破坏性更大,正半周比负半周放电更为剧烈,极性反转处放电强度大.放电幅值先出现波动而后到达峰值,单位时间内放电次数持续上升,密集放电比重逐渐增加.含硅氧结构改性聚酰亚胺的沿面绝缘强度均有所提升,其中GAPD-PI更好.SiO2-PI前期的放电幅值与次数与PI相近,密集放电多于PI,但PI发展迅速,后期放电的剧烈程度超过SiO2-PI.进一步研究给出材料改性对高频沿面放电特性的影响机制:放电前期,电阻率影响较大,大电阻率会抑制沿面放电发展;放电中后期,陷阱密度、深度的增加导致放电剧烈程度增加,此时光能影响较大,吸收光能一方面使材料电荷转移络合作用增强,另一方面减轻了光能对放电的促进作用.同时,材料化学结构也对沿面放电特性产生较大影响.