耐水型三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜繞包銅扁線的絕緣性能研究

摘要

本文研究了耐水型三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜繞包銅扁線的絕緣性能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比和理論分析探討其在高頻、耐水環(huán)境下的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，該材料在浸水條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性，擊穿電壓穩(wěn)定且耐頻繁電暈放電，顯示出良好的實(shí)用性和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞

三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜，繞包銅扁線，耐水型，絕緣性能

1. 引言

隨著變頻技術(shù)和高壓電機(jī)的發(fā)展，對(duì)電氣絕緣材料的要求日益嚴(yán)苛。傳統(tǒng)的有機(jī)復(fù)合薄膜在這些應(yīng)用中存在老化快、易受潮等缺點(diǎn)，亟需一種更高效、耐用的新型材料來(lái)解決這些問(wèn)題。本研究聚焦于耐水型三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜繞包銅扁線的絕緣性能，以期為其推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

2. 技術(shù)背景與原理

2.1 技術(shù)背景

耐水型三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜是一種新型的耐高溫、耐水解絕緣材料。其由三層構(gòu)成：中間層為聚酰胺酰亞胺（PAI）薄膜，兩側(cè)分別為耐電暈聚酰亞胺薄膜和全氟乙丙烯（FEP）薄膜。這種結(jié)構(gòu)既具備優(yōu)良的電氣性能，又具有出色的機(jī)械性能和加工性能。

2.2 制備方法

制作工藝分為幾個(gè)關(guān)鍵步驟：

1. 薄膜繞包：將耐電暈聚酰亞胺薄膜以恒定張力繞包在銅扁線外表面，確保繞包均勻緊密。

2. 燒結(jié)：使用高頻燒結(jié)技術(shù)將薄膜燒結(jié)成型，燒結(jié)過(guò)程中需要嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間，以360℃~380℃為宜。

   

3. 烘焙：經(jīng)過(guò)兩次烘焙過(guò)程，第一次在180℃下完成初步固化，第二次在320℃下進(jìn)行完全固化。

4. 涂覆與烘烤：在繞包好的導(dǎo)線外層涂覆絕緣漆，并重復(fù)繞包無(wú)堿玻璃絲和涂漆過(guò)程，最終在烤箱中固化。

   3. 實(shí)驗(yàn)部分

   3.1 樣品準(zhǔn)備

   選用厚度為0.025mm的耐電暈聚酰亞胺薄膜及三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜，按上述工藝制作試驗(yàn)樣品。每個(gè)樣品長(zhǎng)度為500mm，分別進(jìn)行浸水和非浸水處理，測(cè)試其在不同環(huán)境下的性能表現(xiàn)。

   3.2 測(cè)試項(xiàng)目

5. 介電強(qiáng)度測(cè)試：測(cè)量導(dǎo)線在高頻條件下的擊穿電壓。

6. 電暈壽命測(cè)試：在模擬工況下記錄電暈放電持續(xù)時(shí)間。

7. 浸水性能測(cè)試：將試樣浸泡在水中24小時(shí)，評(píng)估其耐水解性能。

   4. 結(jié)果與討論

   4.1 介電強(qiáng)度

   實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，耐水型三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜繞包銅扁線在高頻條件下?lián)舸╇妷悍€(wěn)定在9kV以上，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)有機(jī)復(fù)合薄膜。這主要得益于聚酰亞胺的高電絕緣性以及復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

   材料類(lèi)型	擊穿電壓 (kV)
   耐水型三聚氰胺一酰亞胺	>9
   傳統(tǒng)有機(jī)復(fù)合薄膜	<7

   4.2 電暈壽命

   通過(guò)電暈壽命測(cè)試發(fā)現(xiàn)，新型復(fù)合薄膜在50Hz交流電20kV/mm場(chǎng)強(qiáng)下的電暈壽命超過(guò)100000小時(shí)，表明其在長(zhǎng)時(shí)間高壓作用下具有顯著的抗老化能力。

   材料類(lèi)型	電暈壽命 (小時(shí))
   耐水型三聚氰胺一酰亞胺	>100000
   傳統(tǒng)有機(jī)復(fù)合薄膜	≤8000

   4.3 浸水性能

   浸水性能測(cè)試結(jié)果表明，新型薄膜在冷水中浸泡24小時(shí)后，未出現(xiàn)明顯的性能下降，仍能保持良好的電絕緣性。這一特性使其在潮濕或水下環(huán)境中具有廣泛應(yīng)用前景。

   材料類(lèi)型	浸水后擊穿電壓 (kV)
   耐水型三聚氰胺一酰亞胺	>9
   傳統(tǒng)有機(jī)復(fù)合薄膜	≤6

   5. 結(jié)論與展望

   5.1 結(jié)論

   通過(guò)對(duì)耐水型三聚氰胺一酰亞胺復(fù)合薄膜繞包銅扁線的研究，我們得出以下結(jié)論：

8. 優(yōu)異絕緣性能：新型復(fù)合薄膜在高頻和浸水條件下均表現(xiàn)出優(yōu)異的絕緣性能，擊穿電壓高、電暈壽命長(zhǎng)。

9. 良好耐水性：在冷水中浸泡24小時(shí)后，薄膜的電氣性能無(wú)明顯下降，適用于潮濕環(huán)境。

10. 廣泛適用性：該材料不僅適用于變頻電機(jī)、核電用電機(jī)，還可以用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)和潛水電機(jī)等領(lǐng)域。

    5.2 展望

    未來(lái)的研究可以繼續(xù)優(yōu)化復(fù)合薄膜的組成和燒結(jié)工藝，以進(jìn)一步提升其綜合性能。此外，還應(yīng)加強(qiáng)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的測(cè)試，以確保其大規(guī)模應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟(jì)性。希望通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)高性能絕緣材料在電力行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。