两种功能化硅氧基聚酰亚胺薄膜的 高频沿面放电寿命对比研究

丁梓桉 黄旭炜 李庆民 郭玉金 林 俊

（1. 新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学） 北京 102206 2. 重庆邮电大学自动化学院 重庆 400065）

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分布式能源以其容量小、分布广、清洁等优点为电网优化供电性能的同时，本身的不稳定性也给系统安全带来挑战。高频电力变压器（High Frequency Power Transformer, HFPT），又称电力电子变压器，具有高度可控性，使用户的电能质量得到提升[1-2]。聚酰亚胺（Polyimide, PI）作为目前性能最好的绝缘有机材料之一[3]，常用于HFPT的包覆绝缘。HFPT内部的高频类正弦波会加剧设备内部铁磁材料的趋肤效应与邻近效应，导致温度大幅度升高，同时沿面闪络场强远小于相同间隙的气隙击穿场强，因此在HFPT尖端缺陷处易发生沿面放电，最终造成绝缘失效[4-5]。为了保证HFPT向高电压、大容量方向发展，对包覆材料在高频沿面放电下的沿面放电耐受性能提出了更高的要求。

研究表明，对聚酰亚胺进行纳米复合改性可以有效提升其绝缘性能，Huang Yi[6]、Zha Junwei[7]、张明玉[8]等分别研究了不同的纳米添加物对PI薄膜性能的影响，表明添加纳米粒子后，PI的耐电晕特性有所提高。吴广宁等发现掺杂SiO2纳米粒子的PI薄膜的高频耐电晕时间明显高于纯PI薄膜，并具有更高的电导率[9]。但当加入SiO2纳米粒子含量过高时会引起粒子间的团聚，并在高频电老化后，薄膜表面形成连续片状团簇结构[10-11]。分子结构改性通过主链共聚等方式向聚合物分子链中添加特殊功能结构。黄旭炜等将苯硫醚基团引入聚酰亚胺分子结构中，降低聚酰亚胺的介质损耗，同时有效地提高了高频绝缘性能[12]。……