玻纤增强尼龙材料在严酷环境条件下耐电痕化特性研究

发布时间：2021-08-25 01:35

　　与传统电气用热固性环氧树脂相比,以尼龙为代表的热塑性材料具有优异的力学、绝缘特性,且制备过程无污染、成型速度快、低能耗以及可回收利用,具有在中压应用中作为环氧替代材料的潜力。IEEE空气开关柜标准中,良好的耐电痕特性是绝缘材料的必备指标,但尼龙等热塑性材料的耐电痕特性鲜有报道。该研究尝试通过填充不同配比的微米级Al2O3、BN填料来提高玻纤增强尼龙材料的耐漏电起痕特性。通过样品的失效时间、质量损失、热导率等方面来评估改性后材料的耐漏电起痕能力。结果表明,这两种无机物填料均能在一定程度上提升尼龙材料的耐漏电起痕特性,无机填料带来的良好的热稳定性和导热性可能是导致这一结果的原因。当添加30%以上的BN填料时,复合材料样品即可通过2.5 kV斜板测试,满足IEEE空气绝缘开关柜相关标准要求。 

【文章来源】：高压电器. 2020,56(11)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

用于交流电压测试的IPT测试装置的原理图

在1.5 kV斜板试验时，不同填料组分样品的平均失效时间(失效时间达到360 min则代表该样品成功通过该电压的斜板试验)见图2，基料组PA在经受1.5 kV的斜板试验时仅能支撑8 min，远未达到360 min的通过要求。加入填料后，A10组失效时间为(115.4±13.6) min，其他测试组均能通过1.5 kV的斜板测试。该结果表明，氧化铝及氮化硼填料对玻纤增强尼龙材料的1.5 kV斜板试验数据均有较为明显的提升。在2.5 kV斜板试验时，不同填料组分样品的平均失效时间(失效时间达到360 min则代表该样品成功通过该电压的斜板试验)见图3，当测试电压提升至2.5 kV时，基料PA的耐受时间为(3.5±0.8) min，而Al2O3填料对试验结果改进并不明显，即使添加量达到50%时，其失效时间也仅为(44.2±7.6) min。添加BN时，效果依然显著，10%含量的添加，其失效时间即增加至(30.4±4.3) min。当BN填料添加量增加到30%以上时，样品即可通过2.5 kV测试。

在2.5 kV斜板试验时，不同填料组分样品的平均失效时间(失效时间达到360 min则代表该样品成功通过该电压的斜板试验)见图3，当测试电压提升至2.5 kV时，基料PA的耐受时间为(3.5±0.8) min，而Al2O3填料对试验结果改进并不明显，即使添加量达到50%时，其失效时间也仅为(44.2±7.6) min。添加BN时，效果依然显著，10%含量的添加，其失效时间即增加至(30.4±4.3) min。当BN填料添加量增加到30%以上时，样品即可通过2.5 kV测试。不同组分的尼龙样品在1.5 kV电压下的斜板试验后的实物照片见图4(样品尺寸为12 mm×5 mm×4 mm)。从图4中可以看出，样品PA从底部电极到顶部电极发生深度侵蚀，同时形成了导电通路而失败，随着两种填料的增加，侵蚀量随着填料浓度的增加而减少。同时，BN填料样品效果明显好于Al2O3填料样品，侵蚀痕迹明显减少。B50样品通过360 min测试后，几乎未见侵蚀。


本文编号：3361121