編號：CYYJ03305
篇名：多巴胺接枝的納米氮化硼改性環(huán)氧樹脂絕緣表面電荷高頻消散特性
作者：李志輝 解曾祺 李慶民 董紫薇 王忠東
關(guān)鍵詞： 高頻變壓器 納米氮化硼 環(huán)氧樹脂 表面電荷 淺陷阱
機構(gòu)： 新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室（華北電力大學(xué)） 北京市高電壓與電磁兼容重點實驗室（華北電力大學(xué)） �？巳卮髮W(xué)數(shù)學(xué)與物理工程學(xué)院
摘要： 環(huán)氧樹脂(EP)常用作高頻變壓器的主絕緣材料,因長期受高頻重復(fù)電應(yīng)力作用,導(dǎo)致表面積累的電荷密度增加,容易誘發(fā)絕緣失效。納米改性是提升復(fù)合絕緣界面電荷消散特性的重要手段。該文采用多巴胺接枝的納米氮化硼(h-BN)改性制備了環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,重點考察絕緣表面電荷的高頻消散特性。受耗散時間、高頻致熱效應(yīng)及深陷阱能級的影響,高頻下的絕緣表面電荷不易消散,而引入多巴胺接枝的BN可有效提升環(huán)氧樹脂復(fù)合絕緣的電荷消散速率。具體結(jié)果表明,摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時,電荷消散速率達到最大值62.15%,相較于純EP提高了19.41%,與此同時高頻沿面閃絡(luò)電壓比純EP提高了14.73%。其提升機理主要緣于兩個方面:一是BN表面接枝的氨基增強了填料與基體的相容性,形成的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓寬了電荷消散路徑;二是材料表層淺陷阱密度的提高,使得載流子易通過隧穿效應(yīng)參與到電導(dǎo)過程,提高了載流子遷移率;此二者協(xié)同作用有效提高了表面電荷的高頻消散速率。上述研究結(jié)果為高頻變壓器主絕緣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計提供了基礎(chǔ)依據(jù)。
