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盐雾环境下环氧树脂绝缘破坏研究

作　者: 刘勇
导　师: 杜伯学
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 盐雾环境 环氧树脂 绝缘破坏 破坏过程 破坏机理
分类号: TM215.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 178次
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内容摘要


盐雾环境下固体绝缘材料的绝缘破坏现象是电气与电子系统中一个严重而又难以避免的问题,因为绝缘材料在盐雾环境下的绝缘破坏电压远低于本征击穿电压,从而很大程度上限制绝缘系统的电气强度。本文以环氧树脂为试品,通过对绝缘破坏现象的检测及理论分析,研究盐雾环境下环氧树脂的绝缘破坏特性,考察材料特性与盐雾参数对绝缘破坏的影响。首先采用单筒连续变倍视频显微镜观察试品表面,利用表面能理论分析表面接触角随着盐雾电导率的增大而减小。环氧树脂在盐雾环境下表面化学结构的畸变是导致绝缘系统在较低外施电场下发生破坏的原因。在绝缘破坏实验中采用与传统的金属电极与绝缘材料直接压接方式完全不同的电极接触方式,即在绝缘材料表面印刷金属电极。当采用金属电极与绝缘材料表面直接压接时,由于金属电极与材料表面都比较粗糙,认为在外接电极与材料表面之间存在一层很薄的真空层或吸附气体层,从而产生能隙;当采用真空印刷金属电极时,外加电极与材料表面理想结合,不存在能隙。通过观察直流与脉冲电压下环氧树脂表面破坏现象,基于固体能带理论分析盐雾环境下环氧树脂的绝缘破坏机理和发展过程,认为采用良好电极接触能提高绝缘破坏电压,并降低绝缘破坏电压的分散性;探讨固体绝缘材料在绝缘破坏发展过程中表面泄漏电流机理,将其分为放电起始与碳化物和碳化导电轨迹生成两个过程;研究盐雾电导率,放电能量与材料分子结构对绝缘破坏的影响,并从理论上分析泄漏电流引起的材料表面干燥带及绝缘材料表面火花放电对表面碳化物的析出与沉积复合过程的影响。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 引言  7-8
  1.2 盐雾环境下聚合物绝缘材料绝缘破坏研究  8-12
    1.2.1 盐雾环境下聚合物绝缘材料绝缘破坏现象  8-9
    1.2.2 盐雾环境下绝缘破坏现象实际研究  9-11
    1.2.3 影响盐雾环境下绝缘破坏的主要因素  11-12
  1.3 盐雾环境下绝缘破坏研究现状和存在问题  12-14
    1.3.1 盐雾环境下绝缘破坏研究方法  12-13
    1.3.2 盐雾环境下绝缘破坏研究现状  13
    1.3.3 当前研究难点和存在问题  13-14
  1.4 论文的主要研究工作  14-15
第二章 研究的理论基础  15-29
  2.1 聚合物材料表面特性  15-20
    2.1.1 聚合物材料表面接触角及其测量  15-17
    2.1.2 聚合物材料表面能  17-20
  2.2 电痕破坏机理  20-24
    2.2.1 电痕破坏现象及过程  20-21
    2.2.2 电痕破坏的影响因素  21-24
  2.3 聚合物材料的电痕特性分析  24-29
    2.3.1 聚合物材料的结构特性  24-25
    2.3.2 放电前材料表面状况  25-26
    2.3.3 放电后材料表面状况  26-27
    2.3.4 当前的研究方法  27-29
第三章 实验系统与方法  29-36
  3.1 引言  29
  3.2 实验材料  29-30
    3.2.1 环氧树脂特性及应用  29-30
    3.2.2 实验试品  30
  3.3 实验模型  30-32
  3.4 实验系统  32-35
    3.4.1 实验电源  32-33
    3.4.2 单筒连续变倍视频显微镜  33
    3.4.3 多功能数据采集系统  33
    3.4.4 液体电导率测量仪  33
    3.4.5 接触角测量  33-34
    3.4.6 超声波盐雾发生器  34-35
  3.5 实验方法  35-36
第四章 “半圆板－平板”电极下环氧树脂的绝缘破坏过程  36-46
  4.1 引言  36
  4.2 实验方法和过程  36-37
  4.3 正高压直流电压下的绝缘破坏分析  37-41
    4.3.1 绝缘破坏过程  37-38
    4.3.2 绝缘特性分析  38-41
  4.4 负直流高压脉冲电压下的绝缘破坏分析  41-44
    4.4.1 绝缘破坏过程  41-43
    4.4.2 绝缘特性分析  43-44
  4.5 本章小结  44-46
第五章 “平板－平板”电极下环氧树脂的绝缘破坏过程  46-55
  5.1 引言  46
  5.2 实验方法和过程  46
  5.3 实验结果与讨论  46-53
    5.3.1 绝缘破坏过程  46-47
    5.3.2 放电起始时间分析  47-52
    5.3.3 绝缘特性分析  52-53
  5.4 本章小结  53-55
第六章 结论  55-56
参考文献  56-61
发表论文和科研情况说明  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 绝缘材料、电介质及其制品 > 固体电介质 > 树脂及塑料、高分子绝缘材料
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