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采用真空压力浸渍(VPI)绝缘处理技术制造的高压电机具有更好的综合性能,然而VPI树脂主要由国外绝缘厂商供应,国产VPI树脂性能无法满足于少胶绝缘结构大型高压电机对绝缘提出的要求。本课题采用纳米SiO2粉体改性环氧型VPI树脂,重点研究了复合树脂粘度及其固化物力学性能、击穿场强和树枝化局部放电击穿寿命等性能,对提高我国少胶VPI主绝缘质量具有重要的现实意义。 目前用于中型高压电机整浸工艺的硼胺/环氧型浸渍树脂存在高温介电损耗大且不稳定,以及真空处理时稀释剂汽化严重等缺点。本文对现用硼胺/环氧型浸渍树脂进行改进研究,采用双官能度的dyd稀释分子蒸馏环氧JF-158,经配方优化,制备出综合性能良好的浸渍树脂,与原有树脂对比,降低了体系的蒸汽压,改善了固化物的高温介电损耗,提高了固化物的热变形温度及玻璃化转变温度。 在改进浸渍树脂中引入粒径为40nm的SiO2纳米粉体,制备了环氧/ SiO2纳米复合树脂,研究了不同粉体含量(0%、5%、10%、15%、20%、26%)对复合树脂粘度及固化物力学、介电等性能的影响。结果表明:经表面处理的 SiO2纳米粉体可均匀地分散于基体树脂中,但存在部分小团聚体;随着浸渍树脂中粉体含量增加,体系粘度不断增大,当粉体含量大于20%时,体系粘度迅速增大,并具有明显的触变性;冲击强度与热变形温度呈下降趋势;高温介电损耗与介电常数则先减小后增大;纳米粉体的引入明显延长了固化物的电寿命,当粉体含量为10%左右达到最大值,提高了约130倍;复合材料的导热系数及密度则随着粉体含量的增加呈线性趋势增长。 通过研究不同粒径(40nm、12nm)纳米粉体对复合树脂的影响,小粒径粉体在树脂中分散更困难;粉体粒径越小,复合材料具有更优的击穿场强,树枝化局部放电击穿寿命更长,且数据分散性较小,而冲击强度和玻璃化转变温度越低。 树枝化局部放电试验是本文的重点研究内容,试验方法无国家标准可参考。通过研究针电极种类(钢针、钨钢针)、针尖曲率半径大小(rs=7±2μm、rs=30±5μm)、针板电极距离(d=1mm、d=2mm、d=3mm)对固化物电寿命的影响,结果表明:使用钨钢针电极、针尖曲率半径大小为rs=7±2μm、针板电极d=2mm时,纯树脂绝缘材料电寿命适中,可作为本课题电寿命试验条件。