高壓電機主絕緣用環(huán)氧納米復(fù)合VPI樹脂的研究.pdf

1、采用真空壓力浸漬(VPI)絕緣處理技術(shù)制造的高壓電機具有更好的綜合性能,然而VPI樹脂主要由國外絕緣廠商供應(yīng),國產(chǎn)VPI樹脂性能無法滿足于少膠絕緣結(jié)構(gòu)大型高壓電機對絕緣提出的要求。本課題采用納米SiO2粉體改性環(huán)氧型VPI樹脂,重點研究了復(fù)合樹脂粘度及其固化物力學(xué)性能、擊穿場強和樹枝化局部放電擊穿壽命等性能,對提高我國少膠VPI主絕緣質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。
　　目前用于中型高壓電機整浸工藝的硼胺/環(huán)氧型浸漬樹脂存在高溫介電損耗大

2、且不穩(wěn)定,以及真空處理時稀釋劑汽化嚴重等缺點。本文對現(xiàn)用硼胺/環(huán)氧型浸漬樹脂進行改進研究,采用雙官能度的dyd稀釋分子蒸餾環(huán)氧JF-158,經(jīng)配方優(yōu)化,制備出綜合性能良好的浸漬樹脂,與原有樹脂對比,降低了體系的蒸汽壓,改善了固化物的高溫介電損耗,提高了固化物的熱變形溫度及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
　　在改進浸漬樹脂中引入粒徑為40nm的SiO2納米粉體,制備了環(huán)氧/ SiO2納米復(fù)合樹脂,研究了不同粉體含量(0％、5%、10%、15%、2

3、0%、26%)對復(fù)合樹脂粘度及固化物力學(xué)、介電等性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)表面處理的 SiO2納米粉體可均勻地分散于基體樹脂中,但存在部分小團聚體;隨著浸漬樹脂中粉體含量增加,體系粘度不斷增大,當粉體含量大于20%時,體系粘度迅速增大,并具有明顯的觸變性;沖擊強度與熱變形溫度呈下降趨勢;高溫介電損耗與介電常數(shù)則先減小后增大;納米粉體的引入明顯延長了固化物的電壽命,當粉體含量為10%左右達到最大值,提高了約130倍;復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)及密度

4、則隨著粉體含量的增加呈線性趨勢增長。
　　通過研究不同粒徑(40nm、12nm)納米粉體對復(fù)合樹脂的影響,小粒徑粉體在樹脂中分散更困難;粉體粒徑越小,復(fù)合材料具有更優(yōu)的擊穿場強,樹枝化局部放電擊穿壽命更長,且數(shù)據(jù)分散性較小,而沖擊強度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越低。
　　樹枝化局部放電試驗是本文的重點研究內(nèi)容,試驗方法無國家標準可參考。通過研究針電極種類(鋼針、鎢鋼針)、針尖曲率半徑大小(rs=7±2μm、rs=30±5μm)、針板電