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Kapton CR防电晕薄膜热老化特性

点击次数:699    发布日期:2013-08-07   本文链接:http://www.pibomo.com/news/107.html

      通过对Kapton CR防电晕薄膜热老化和冷热循环老化对Kapton CR 薄膜击穿电压、拉伸强度和伸长率的影响。结果表明:Kapton CR 薄膜的拉伸强度和伸长率随着热老化时间的延长和冷热循环老化次数的增多而明显变小,而Kapton CR薄膜的击穿电压没有明显变化。

      全世界一半以上的电能消耗在电动机上,发达国家大约为70%,我国约为60%[1-6]。近年来,随着科学技术的高速发展,变频调速电机得到日益广泛的应用。调查研究发现,国内外大批变频调速电机不断出现绝缘过早破坏的现象,有些变频电机的寿命只有1~2 年,甚至有些在试运行期间电机绝缘就被击穿破坏,且击穿通常发生在匝间绝缘,这引起了国内外相关研究者的特别关注,也是应用电力电子逆变技术带来的电气绝缘技术的新课题。

      Kapton CR防电晕薄膜是变频牵引电机线圈*关键的匝间绝缘材料,已广泛应用于变频牵引电机中,但国内外研究Kapton CR薄膜热老化性能的报道较少。通过模拟电机在启动、停止或负荷发生变化(机车加速或减速)时电机绝缘的冷热变化,研究热老化(300 ℃)和冷热循环疲劳试验对Kapton CR薄膜击穿电压、拉伸强度和伸长率的影响。

      热老化是绝缘*基本的老化形式。变频牵引电机绝缘在运行中因为温度升高会发生物理和化学变化,导致绝缘材料失重、氧化、分子的热降解和热脆化、结晶度和交联度变化等过程,使材料的各种性能下降。引起变频牵引电机绝缘温度升高的主要原因有匝间短路、电枢绕组对地击穿、局部放电等。

      电机在启动、停止或负荷发生变化(机车加速或减速)时会引起电机绝缘的冷热变化,另一方面,我国地域广阔,不同地方的温差(-30 ℃~50 ℃)、湿度差、环境条件等差异较大,从而要求电机绝缘必须具有很强的耐热应力变化的能力。

      电机遭受到冷热循环时,由于铜线、绝缘以及铁心膨胀和收缩系数不同,绝缘承受拉伸和剪切应力,使绝缘与铜体剥离、脱壳,而且在主绝缘间和匝间绝缘间也会产生应力,导致绝缘产生微小气隙或分层。

      Kapton CR薄膜在300 ℃下热老化244 h,在热老化的不同阶段拉伸强度、伸长率和击穿电压随老化时间的变化。拉伸强度和伸长率随老化时间的延长明显变小,在0~84 h 老化时间内,拉伸强度和伸长率的变化较快,84 h 后逐渐趋于稳定。而击穿电压随老化时间的延长稍微减小,但是变化不明显,说明Kapton CR 薄膜的交流击穿电压对于热老化的反应不够敏感,不能作为热老化的判断参数。

(1)Kapton CR薄膜的拉伸强度和伸长率随着热老化时间的延长和冷耐热循环老化次数的增多明显变小,经过84 h 后热老化逐渐趋于稳定。拉伸强度和伸长率对于热老化和冷热循环老化的反应非常敏感,可以作为老化的判断参数;

(2)Kapton CR薄膜的击穿电压随着热老化时间的延长没有明显变化,其击穿电压在冷热循环初期比较敏感,但很快达到稳定,说明Kapton CR 薄膜的交流击穿电压对热老化和冷热循环老化的反应不够敏感,不能作为老化的判断参数;

(3)红外光谱和差热分析表明Kapton CR薄膜经过老化后,其分子结构没有发生变化。

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