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#有机绝缘材料电痕化原因浅析

2016-06-17 点击数:1128


      有机绝缘材料表面受到潮气和带有正负离子的污染物污染时,在外加电压作用下其表面的泄漏电流比干净表面的泄漏电流大得多。该泄漏电流会产生热量,从而蒸发潮湿污染物,使绝缘材料的表面处于不均匀的干燥状态,导致绝缘材料表面形成局部干燥点或干燥带 】。干区(局部干燥点或干燥带)使表面电阻增大,电场变得不均匀,进而产生闪络放电。闪络放电的温度可高达2 000℃,足以使材料降解形成炭化点。在电场和热的共同作用下,促使绝缘材料表面碳化,碳化物电阻小,使施加电压的电极形成的电场强度增大,因而更容易发生闪络放电。如此恶性循环,直到引起施加电压的电极间表面绝缘破坏,形成导电通道,终导致电痕化。绝缘材料一旦发生电痕化,即出现两种劣变现象:① 绝缘材料出现碳化的黑色树枝状导电通道,经过连续多次放电,导电通道逐渐增长,当两电极被桥联起来时,材料便发生击穿破坏;② 绝缘材料上出现一些凹坑,当放电不断继续进行时,凹坑加深,产生电腐蚀,有时发生击穿破坏,有时并不被击穿。因此常用的提高电痕化的方法有:① 阻止和抑制炭化通道的形成;②降低材料的侵蚀破坏。Yoshimura等 通过光谱分析发现,在漏电起痕过程中有3种放电形式。当滴加氯化铵时,电极问会出现微弱的电流,使水分挥发,形成干带。在干带上可以观察到紫色的电晕放电,使绝缘材料表面出现碳沉积。电晕放电的光谱主要集中在紫外区域,紫外线产生的能量较大,根据wien定律,黑体辐射出340 nm波长的紫外线时,其表面的温度可以到达14 880 F,该温度足以使材料碳化。在电晕放电中,放电电流由电极流出,但不能到达对面的电极,电流由较慢的离子传递,放电电流较低。随着碳的沉积,绝缘材料表面出现红色或黄色的闪络放电。不断的闪络放电使电极问的高分子绝缘材料碳树枝化,同时炭化区域膨胀。因此,闪络放电是绝缘材料表面碳形成的重要因素。大量闪络放电出现的同时,会伴随出现电弧放电现象。闪络放电基本出现在靠近绝缘材料的表面,而电弧放电和电晕放电则远离绝缘材料表面。电弧放电出现在两个金属电极和绝缘表面的炭层之间,因此电极的金属类别会影响电弧放电光谱的类型。电晕放电是小电流放电现象,而电弧放电是巨大电流放电现象。

       从上述分析可知,绝缘材料电痕化破坏的重要原因是紫外线和热的联合作用导致炭层的形成。上海山彤电子与浙江大学共同研究开发的纳米CTI功能填料,因具有化学惰性强、耐酸碱、耐高温、吸收x、γ射线、阻挡紫外线、抗辐射、故耐电晕、耐电弧、高CTI性能良好,尤其是需要耐高温、耐腐蚀、耐电晕、耐电弧、耐漏电的应用环境有良好效果。