环氧树脂的湿热老化特性研究

为了研究环氧树脂的湿热老化特性,对老化前后环氧树脂试样的质量变化率、红外光谱、扫描电镜图、介电特性及空间电荷特性进行对比分析。结果表明:随着湿热老化时间的增加,环氧树脂材料的质量呈现增大-减小-增大-减小的趋势,裂纹数量不断增加,材料内部发生了氧化反应。在湿热环境下,环氧树脂材料裂解产生的游离小分子与吸收的水分子含量处于动态变化中,使得其介电常数实部(ε′)随着老化时间的增加呈现增大-减小-增大的趋势,而介电常数虚部(ε″)则呈现增大-减小-增大-减小-增大的趋势。利用Debye方程对ε″进行拟合,发现水分分布均匀度对材料的电导损耗具有很大影响,游离小分子含量、吸湿量与极化损耗呈正相关。湿热老化环氧树脂试样干燥后,其ε′和ε″相比老化前均有所减小。但由于其内部结构遭到破坏,不能完全恢复原有电气性能。随着老化时间的增加,环氧树脂材料内部残余空间电荷总量的衰减速率减缓,残留电荷总量增加。     

脂环族环氧树脂材料湿热老化特性研究

为了研究脂环族环氧树脂材料在南方高温高湿环境下的老化特性,文中对脂环族环氧树脂护套材料进行了湿热老化试验,然后在不同的老化时间下取出试验样品,进行拉伸强度及拉断伸长率、体积电阻率、吸水率、介电常数和介质损耗角正切值、扫描电镜、热失重、傅里叶红外光谱等测试分析,并和硅橡胶绝缘子护套材料进行了对比。结果表明：脂环族环氧树脂和硅橡胶材料均受湿热环境的影响,拉伸强度、拉断伸长率和体积电阻率减小,介电常数、介质损耗角正切和饱和吸水率增大,热分解温度基本不发生变化。湿热环境对脂环族环氧树脂材料的拉伸强度影响较大,而对硅橡胶材料的拉断伸长率影响较大;湿热老化使得脂环族环氧树脂材料主要发生酯键水解,而硅橡胶材料的Si-O-Si主链发生了断裂。     

环氧树脂在湿热环境中的老化特性与失效机理北大核心CSCD

环氧树脂在湿热环境下易吸水进而导致材料性能劣化,为了研究环氧树脂在湿热环境中的吸水特性与失效机理,文中对环氧树脂进行了湿热老化实验。实验结果表明,环氧树脂的吸水满足LangmuirEXT1等温吸附模型,饱和吸水率与温度成二次函数关系。环氧树脂吸水老化后,在微观层面,表面与切面出现很多微孔隙,孔隙数量与体积和老化温度成正相关;在宏观层面,老化后体积电阻率快速下降,而相对介电常数与介质损耗角增大,有低频色散现象。出现微小孔隙后,水分就会通过呼吸作用大量进入材料内部,内部孔隙的存在也会给水分提供存储空间,吸水量进一步增大,介电特性和击穿强度也随着劣化,最终导致材料失效。     

纳米AlN改性对干式变压器环氧树脂绝缘性能的影响

聚合物纳米复合材料因其优良的电气绝缘性能在电介质绝缘领域得到了广泛应用。为了获得性能优良的环氧树脂绝缘材料,将采用硅烷偶联剂进行表面处理后的纳米Al N颗粒加入环氧树脂绝缘材料中,采用溶液共混法制备了Al N质量分数分别为0%、0.5%、1%、3%、5%、7%的Al N/环氧树脂复合材料,研究了不同Al N质量分数对Al N/环氧树脂复合材料绝缘性能的影响。结果表明,树脂基体和Al N填料之间实现了有效的结合,提高了环氧树脂的热稳定性;Al N的加入一定程度上减小了复合材料的体积电阻率,并且增大了复合材料的介质损耗因数,但对复合材料电气绝缘性能的影响较小;当纳米Al N颗粒质量分数为3%时,Al N/环氧树脂复合材料的交流击穿电场强度最大。因此,添加适量纳米Al N颗粒能够提高干式变压器环氧树脂的电气绝缘性能。     

变压器密封用丁腈橡胶湿热老化特性及机理

电力设备中大量采用丁腈橡胶制作的密封件以保障设备的安全稳定运行。湿热环境中,丁腈橡胶材料的密封件容易因老化而性能下降,表现出与在干热环境中不同的老化特性。为研究丁腈橡胶的湿热老化特性及机理,选取丁腈橡胶进行湿热老化和热空气老化的对比试验。对老化过程中样品的质量、压缩永久形变和力学性能变化进行测试,并利用傅里叶红外光谱、热分析仪、扫描电镜对样品进行分析。通过试验得出：湿热老化和热空气老化导致丁腈橡胶力学性能显著降低,但湿热环境中样品的压缩永久变形率明显更高。在热空气老化中,丁腈橡胶的断链与交联非常活跃,并最终达到平衡。与热空气环境不同,湿热环境有利于丁腈橡胶中填料、添加剂的迁移挥发,在此过程中,丁腈橡胶失去抗氧化剂等添加剂的保护,发生交联和氧化而老化,受到外界应力的影响时更容易出现永久形变。     

阻燃剂对环氧树脂绝缘子护套材料耐热氧老化性能的影响

为了解决硅橡胶复合绝缘子伞裙护套材料硬度低,抗鸟啄性能差以及芯棒—护套界面粘接不良等问题,现有研究人员将硅橡胶材料替换成脂环族环氧树脂材料。在制作环氧树脂伞裙护套材料的过程中,需要添加一定量的阻燃剂以满足阻燃性能的要求。为了研究阻燃剂对环氧树脂材料耐热氧老化性能的影响,制作了3种不同的环氧树脂试样,并对其老化前后进行了外观形貌、质量损失率、拉伸强度、介电性能、傅里叶红外光谱、热失重测试。研究发现,热氧老化后,环氧树脂材料的拉伸强度和介电常数减小、介电损耗增大,且阻燃剂的添加会进一步降低环氧树脂材料的热稳定性、机械性能和介电性能。因此,在满足环氧树脂材料阻燃性能的条件下,尽量减少阻燃剂的用量。     

硅橡胶绝缘高压电缆附件的老化特性研究

为研究高压电缆附件绝缘在电、热和环境等多因素作用下的老化特性,文中以6种退役硅橡胶绝缘高压电缆附件样品为研究对象开展工作。采用SEM、FTIR和XRD分析了不同运行环境下样品的理化特性和微观分子结构变化,通过介电测试和表面电位衰减测试获得了样品宏观介电性能和微观电荷特性,采用拉伸实验获得了绝缘样品的力学性能数据,最后结合上述表征对电缆附件的绝缘和老化状态进行评估。结果表明硅橡胶附件老化过程中以Si-O主链降解为小分子为主,小分子物质进一步发生氧化和重结晶反应,导致分子的交联度下降和极性增强,同时微粒团簇形成应力集中点和放电通道,外在表现为力学性能下降和介电常数改变;硅橡胶绝缘表面在电、热和应力作用下出现裂纹和孔洞,分子链断裂形成低密度区,影响材料表面的陷阱密度和能级深度,宏观体现为电缆附件绝缘击穿场强和电阻率的变化。     

特高压直流套管用环氧树脂/皱纹纸复合绝缘体系介电性能的研究

特高压直流套管是制约我国特高压直流输电设备发展的瓶颈。针对特高压直流套管用绝缘材料,分析观察了直流套管用皱纹纸的显微结构,制备了纯环氧树脂和环氧树脂/皱纹纸复合绝缘体系的试样,进行了介电性能测试,研究了不同试样介电性能随温度的变化规律。为研制特高压直流干式套管提供试验依据。     

GIS盆式绝缘子用环氧树脂绝缘特性提升方案研究

盆式绝缘子是以环氧树脂为主绝缘材料的绝缘器件,在气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation,GIS)内起到绝缘和支撑的作用,其绝缘寿命对GIS的稳定运行起到关键作用.目前GIS内常见的故障类型主要是由盆式绝缘子的绝缘问题引起的,因此提高盆式绝缘子的整体绝缘性能有助于保障GIS安全可靠运行.首先使用...     

环氧树脂绝缘高频电热联合老化中局部放电特性分析

电力电子变压器长期运行于高频正弦电压下,其绝缘更易受到局部放电作用影响从而导致老化失效。为此以环氧树脂材料为研究对象,模拟电力电子变压器的运行条件,在30 k Hz、4 kV的正弦电压和温度120℃下开展了电热联合加速老化试验,研究了不同老化阶段下绝缘的高频局部放电特征。实验结果表明:高频正弦电压下残余电荷扩散少,放电连续,放电相位范围超过90°,局部放电频繁冲击绝缘材料;随着老化时间的增长,高相位上的最大放电幅值由0.02 V增加到0.03 V,局部放电相位分布谱图(PRPD)中第2簇"三角"特征更为明显,统计参量Sk能较准确地反应绝缘的老化状态;同时,随着绝缘缺陷表面有效起始电子产生概率的变化,放电量和放电次数总体呈上升趋势,局部放电的相位范围向两端扩展。     

环氧树脂/BN导热绝缘材料表面击穿特性研究

通过在环氧树脂基体中添加氮化硼（BN）颗粒以提高环氧树脂的热导率,研究了BN颗粒质量分数对脉冲电压下表面击穿试验中热导率以及放电量等的影响,得出了随着BN颗粒质量分数的增加热导率随之增加而放电量随之减小的趋势.表明,BN颗粒提高了环氧树脂的热导率,进而提高了环氧树脂复合材料的耐表面击穿性能.     

固封极柱用环氧树脂固化物开裂问题研究及预防措施

笔者首先讨论了近年来固封极柱存在的开裂现象,并结合实例简要分析了固封极柱用环氧树脂固化物开裂问题的影响因素:产品的结构设计、环氧树脂的配方设计、压力注射工艺、固化工艺、注射模具的结构设计和调试过程等。其次,探讨了环氧树脂注射料的开裂失效机理,由于内应力和缺陷的存在,在受到温度变化或者机械外力等条件冲击时,环氧树脂固化物内部形成的缺陷和微裂纹扩展导致开裂失效。通过上述对开裂原因及机理的研究,提出了预防环氧树脂固化物开裂问题的预防措施。     

环氧树脂绝缘电树枝劣化研究进展

环氧树脂因具有优良的耐热性、机械强度、电气绝缘性能和良好的可加工性而广泛应用于电工装备绝缘的浇注、浸渍和封装等领域.该文根据国内外参考文献综合论述了由环氧树脂绝缘电树枝劣化引起的绝缘击穿现象.基于环氧树脂空间电荷集聚与迁移、局域电场形成、紫外辐射和机械应力断链理论,阐述了环氧树脂电树枝引发机理和劣化过程.结合电气设备运...     

环氧树脂固化物结构与热传导性能的关系

采用保护热流计法测定了绝缘材料常用的几种环氧树脂固化物的导热系数,探讨了固化物结构对导热系数的影响.结果表明:随温度升高,环氧固化物的导热系数基本上都呈上升趋势;酚醛类、胺类固化体系的导热系数明显高于酸酐固化体系;含有共轭结构的非晶态聚合物的导热系数随温度升高而提高的速率高于无共轭结构的非晶态聚合物.     

变频电机用纳米复合绝缘薄膜老化性能的评估

对聚酰亚胺/纳米TiO2薄膜进行了热老化和电晕老化性能评估。利用热重点斜法评估了纯PI薄膜的耐热老化性能,用TGA、DSC等手段研究了聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料薄膜的相对耐热性能。基于IEC60343标准建立了一套耐电晕老化试验系统,对不同纳米填充量的聚酰亚胺/纳米TiO2复合薄膜进行了耐电晕老化试验。结果表明,纳米TiO2的引入,改善了聚酰亚胺薄膜的耐电晕性能,提高了聚酰亚胺薄膜在变频绝缘的运行寿命,但是随着纳米TiO2填充量的进一步增加,薄膜的耐电晕寿命以及热性能下降。     

LED封装用透明环氧的抗紫外老化性能研究

发光二极管（LED）作为新型高效固体光源,具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点,其经济和社会意义巨大。本文以复合材料这一学科前沿为研究方向,以提高LED封装用环氧树脂的老化寿命为目的,分两个阶段对LED封装用环氧树脂进行了改性研究。研究发现,所选各种光稳定剂对环氧树脂均有抗紫外老化作用,其中氧化锌的抗紫外老化能力最强,采用0.07 wt%ZnO增强的ZnO/环氧纳米复合材料封装的LED比用EP-400封装的LED寿命提高76%。受阻胺类光稳定剂与紫外吸收剂共同使用时具有协同效应,最佳改性环氧树脂封装的LED比未经改性环氧封装的LED的寿命提高了170%。     

变压器油老化介电特性的研究及分析

近年来,我国的高压直流输电线路得到了广泛应用,作为其中关键一环的换流变压器也逐渐受到关注.换流变压器在运行过程中容易受到温度和水分等因素的影响,导致其绝缘老化,最终会对高压直流输电线路的安全稳定运行造成不利影响.因此,对换流变压器的绝缘老化特性进行研究分析具有重要意义,本研究成果对后续换流变压器的绝缘老化特性研究提供了一定的理论依据.     

氟化协同偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂的热氧老化特性研究

环氧树脂在电机定子主绝缘中具有广泛应用,热老化是电机绝缘劣化的重要因素之一.氟化改性纳米SiO2填料可显著改善环氧复合材料的电气性能,然而氟化协同改性技术对环氧复合材料抗热氧老化的机制尚不清楚,限制了其在电机主绝缘中的应用.为此,论文对氟化协同偶联剂改性环氧复合材料的热氧老化特性进行研究,对不同老化时间下复合材料的表面形貌、玻璃化温度、击穿场强、介电特性及空间电荷特性等进行了测试.结果表明:与未改性环氧试样及单一偶联剂改性试样相比,随着老化时间推移,协同改性试样的玻璃化温度、击穿场强、介电常数、介质损耗因数等退化量显著减少.协同改性试样结构相对稳定,老化后材料表面分裂形成颗粒状物质受到有效抑制,具有更好的抗热氧老化特性.     

干式变压器绝缘树脂老化实验

介绍了干式变压器绝缘树脂的老化理论及热老化实验原理。参考标准进行了绝缘树脂老化试验,并进行了实验数据处理及结果分析。通过实验得到了绝缘树脂的热老化性能参数,如温度指数等,验证了绝缘树脂耐热等级的可靠性。