耐沿面局部放电聚酰亚胺薄膜研究

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1、耐沿面局部放电聚酰亚胺薄膜研究SurfacePartialDischargeCharacteristicsofPolyimideFilms学科专业：电气工程研究生：杜恒指导教师：杜伯学教授天津大学电气与自动化工程学院二零一四年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位

2、论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要聚酰亚胺薄膜的化学性能稳定、抗机械性能力强、具有耐高温及耐腐蚀等性能，因此被广泛的应用于电抗器、风力发电机、高速牵引电机等绕组绝缘材料，并在航空航天及

3、微电子等领域有广泛的应用。但由于其作为有机物自身的缺陷，耐电性能不高，使用中过早击穿现象频发。绕组绝缘材料长期处于高温、高压、与局部放电共同作用的复杂环境，引起绝缘的破坏及加速老化。研究表明，局部放电对聚酰亚胺薄膜的绝缘击穿具有重要的影响。通过表面氟化对薄膜进行改性处理可以降低薄膜表面的电荷积累，降低局部放电发生的概率，减小局部放电的强度，减少绝缘系统故障的发生。因此，研究氟化的聚酰亚胺薄膜表面局部放电特性具有深远的意义。主要研究工作和取得的成果如下：1、利用热缩法制备了聚酰亚胺薄膜，利用搭建的表层分子结构调控系统对聚酰亚胺薄膜进行不同反

4、应时间下的表面氟化处理。通过衰减全反射(ATR-IR)红外光谱图、能谱图对氟化后试样的化学结构特性、元素组成、介电常数以及电导率等性能进行分析。研究发现，表面氟化后，聚酰亚胺薄膜表面出现CF、CF2、CF3基团，形成一层与基体有机结合的碳氟表层，碳氟表层的产生提高了聚酰亚胺薄膜的耐电晕性能。2、对脉冲电压作用下的柱板电极间的聚酰亚胺薄膜表面局部放电动态特性进行了分析研究。得到了表面氟化对薄膜试样的局部放电光强度，放电稳定性的影响规律。总结了氟化时间对薄膜局部放电的影响，并解释了其影响机理。3、对交流电压作用下的电磁线试样局部放电动态特性进

5、行了分析研究。对比了未氟化与氟化试样局部放电初始电压、平均放电幅值、放电次数的差异。通过局部放电幅值与相邻放电幅值之间的关系，总结了氟化时间对电磁线局部放电的影响规律。关键词：聚酰亚胺薄膜耐电晕局部放电表面氟化表面电荷ABSTRACTWiththeadvantageofexcellentchemicalproperty,mechanicalproperty,thermostabilityandcorrosionresistance,polyimide(PI)hasbeenwidelyusedindifferentfields,suchas

6、theaerial,nuclear,microelectronicindustry，turntoturninsulationandturntogroundinsulationofinverter-fedmotors.However,itsusageasaninsulatingmaterialforinverter-fedmotorisnotsuccessfuluptonow.Insulationearlyfailuresoccurfrequently.Duetothewindingalwaysworksintheconditionsofh

7、igh-temperature,highvoltageandpartialdischarge,itwillacceleratetheagingofinsulation.Fluorinationaschangethechemicalcomponentinsurfacelayerofpolymersshouldgiverisetothecorrespondingchangeinelectricalpropertiesofthesurfacelayerthusinfluencethechargeinjectionfromelectrodeswh

8、entheyareusedasaninsulator.Itwillweakentheintensityofpartialdischargeandinhibitionthebreakdownof