纳米ZnO/环氧树脂复合材料耐电树枝性能的研究
目前作为绝缘材料广泛应用的环氧树脂，虽然具有良好的电气绝缘性能,但已经不能满足电力系统对于绝缘可靠性日益提高的要求。研究发现，电介质的老化是绝缘击穿的重要原因。对环氧树脂(EP)进行纳米掺杂改性处理以提高绝缘材料耐电树枝能力已经成为了研究热点。纳米ZnO不仅有纳米微粒所共有的纳米特性，还可以使掺杂后的介质材料具有场致非线性电导特性及抗紫外特性，因此成为本文首选的纳米掺杂微粒。为研究纳米ZnO对环氧树脂耐电树枝性能的作用，本文开展了如下研究。 本文以环氧树脂为基体，纳米氧化锌为掺杂颗粒。采用共混法并辅助超声波分散通过特制模具在实验室制备不同纳米掺杂量的纳米ZnO/EP复合绝缘材料试样。并对制备的ZnO/EP试样进行了SEM断面扫描，察验ZnO粒子在环氧树脂中的分布。随后对其进行了介电与导热的测试中发现，当ZnO/EP中纳米ZnO混入量为5wt%时，相对介电常数与导热系数分别升到最大值4.79与0.196W/(m·℃)提升了39.4%和29.8%。 以不同纳米掺杂质量分数的实验样品的局放起始电压与平均击穿电压的测试结果为参考，选取合适的老化实验电压，研究纳米ZnO/EP复合材料试样耐电树性能。实验数据表明，其耐电树能力在纳米掺杂量为3wt%时最佳，此掺杂量下平均击穿电压与局放起始电压达到最大值22kv与14.5kV，分别提升了40.1%与52.6%。此含量下电树通道的引发概率到达最低值20%，电树通道的延伸速率显著变慢劣化区域达到最小。通过对掺杂前后的环氧树脂基体中陷阱进行测量发现掺杂纳米ZnO粒子可使得有机物中陷阱的数量增多，从而提升了环氧树脂基体耐电树老化的能力。 综上所述，环氧树脂掺杂纳米ZnO后，可以改善其导热与介电性能，增加内部陷阱数量并且在提升环氧树脂耐电树枝老化方面表现优异。
复合材料;纳米氧化锌;环氧树脂;电树枝;绝缘性能
西安理工大学
硕士
电气工程
王德意;杨国清;锁军
2018
中文
TM215.1
59
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）