湖南省株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司 陳 雅

PET覆膠膜局部放電性能研究

湖南省株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司 陳 雅

通過(guò)對(duì)PET覆膠膜材料的膠層厚度和聚酯膜厚度對(duì)局部放電性能的研究，分析了不同膠層厚度、不同聚酯膜基材厚度以及多張PET覆膠膜疊加三個(gè)方面對(duì)局部放電性能的影響。

PET覆膠膜；局部放電

一、緒論

PET覆膠膜應(yīng)用較廣泛，PET覆膠膜有兩種類(lèi)型：一種是PET薄膜單面涂覆粘接膠稱(chēng)之為單面膠膜；另一種是絕緣薄膜兩面涂覆粘接膠稱(chēng)之為雙面膠膜；本文是對(duì)此材料的性能進(jìn)行研究。

在使用過(guò)程中，局部放電［1］（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“局放”）是高壓電氣設(shè)備重要的一項(xiàng)電性能指標(biāo)，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)影響PET覆膠膜產(chǎn)生局放的主要因素是膠層厚度、絕緣薄膜基材厚度、中間PET覆膠膜張數(shù)，根據(jù)局放的要求選擇合適的PET覆膠膜以及組合關(guān)系可使其性能達(dá)到最佳。

二、實(shí)驗(yàn)

（一）試驗(yàn)材料

根據(jù)聚酯膜厚度與膠層厚度不同，以及膠膜數(shù)量的搭配不同，此次試驗(yàn)材料分為三組。

第一組試驗(yàn)材料：聚酯膜厚度選擇125μm，在其兩面分別涂覆12μm、20μm、37.5μm、75μm、112.5μm以及150μm的粘接膠，共六種；

第二組試驗(yàn)材料：膠層厚度選擇37.5μm，聚酯膜分別選擇125μm、190μm、250μm、350μm以及500μm，兩面涂覆膠層，共五種；

第三組試驗(yàn)材料：?jiǎn)蚊婺z膜選擇聚酯膜125μm+單面涂覆37.5μm膠層，雙面膠膜選擇聚酯膜125μm+雙面涂覆37.5μm膠層， 通過(guò)對(duì)單面膠膜和雙面膠膜的組合疊加，共五種。

導(dǎo)體材料選擇：T2紫銅板，表面鍍錫10μm；

（二）試樣的準(zhǔn)備

1.試樣設(shè)計(jì)

為研究膠層厚度與局放之間的關(guān)系，我們?cè)O(shè)計(jì)了試驗(yàn)樣件模型，樣件順序依次為負(fù)銅板、PET覆膠膜、正銅板。

2.試樣制作

按疊裝順序：“正銅板+PET覆膠膜+負(fù)銅板”依次層疊好，進(jìn)熱壓層壓機(jī)中壓合，設(shè)定升溫和升壓程序壓合成試樣；根據(jù)前述三組試驗(yàn)材料分成三組試樣，具體明細(xì)如下：

第一組試樣為聚酯膜厚度是125um，膠層厚度有六種不同厚度，分別是12μm、20μm、37.5μm、75μm、112.5μm以及150μm；

第二組試樣為膠層厚度是37.5um，聚酯膜有五種不同厚度，分別是125μm、190μm、250μm、350μm和500μm；

第三組試樣為膠層厚度為37.5μm，聚酯膜為125μm的單面膠膜和雙面膠膜組合，包括五種試驗(yàn)樣品分別是： 1張單面膠膜+1張雙面膠膜、2張單面膠膜+1張雙面膠膜、3張單面膠膜+1張雙面膠膜、4張單面膠膜+1張雙面膠膜、5張單面膠膜+1張雙面膠膜，中間絕緣層厚度分別是：362.5μm、525μm、687.5μm、850μm、1012.5μm。

3.檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及儀器設(shè)備

按照GB/T 7354-2003標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，規(guī)定視在電荷q為10pC，正銅板、負(fù)銅板之間施加50HZ交流測(cè)試電壓，測(cè)試樣件的起始電壓和熄滅電壓。

測(cè)試儀器設(shè)備：JFD-251局放測(cè)試儀。

三、試驗(yàn)結(jié)果與分析

1.第一組試樣測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1和圖1所示。

表1

根據(jù)第一組試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，繪制出膠層厚度-局放值關(guān)系曲線(xiàn)，具體如圖1所示：

圖1

從表1和圖1可以看出，膠層在12um的時(shí)候增加膠層厚度對(duì)局放的起始值和熄滅值有顯著的提升作用，但隨著膠層厚度的增加到75um以后局放的起始值和熄滅值基本趨于平穩(wěn)，不再上升。

2.第二組試樣測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2和圖2所示。

根據(jù)第二組試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，繪制出聚酯膜厚度-局放值關(guān)系曲線(xiàn)，具體如圖2所示：

圖2

從表2和圖2可以看出，當(dāng)聚酯膜厚度增加時(shí)，局放的起始和熄滅電壓雖然也有一定增長(zhǎng)，但相對(duì)于厚度增加比較緩慢且局放值偏低，從圖2可以看出局放起始與熄滅電壓相差比較大，一般相差在300V左右，說(shuō)明中間絕緣層內(nèi)部放電后下降電壓不能馬上有效熄滅；所以從以上分析可得出聚酯膜厚度增加不能有效提升局放值。

3.第三組試樣測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3和圖3所示。

表3

根據(jù)第三組測(cè)試結(jié)果，繪制出膠膜厚度-局放值關(guān)系曲線(xiàn)，具體如圖3所示：

圖3

從表3和圖3可以看出，當(dāng)中間絕緣層厚度增加時(shí)局放的起始和熄滅電壓也隨之增加，從圖3可以看出局放的起始和熄滅電壓相差不大，比較能吻合在一起，說(shuō)明局放放電后下降電壓局放熄滅值能有效快速熄滅；所以通過(guò)以上分析該組試樣局放性能最佳。

四、試驗(yàn)結(jié)論

1.膠層厚度比較薄時(shí)對(duì)局放的影響比較明顯，其增長(zhǎng)比較快，但膠層厚度增加到一定厚度后局放幾乎沒(méi)有增長(zhǎng)。

2.絕緣薄膜基材厚度增加對(duì)局放的影響比較小，雖然局放起始和熄滅值有一定增長(zhǎng)，但相對(duì)于基材厚度的增加來(lái)比較增長(zhǎng)比較緩慢，而中間絕緣層的厚度直接影響著的低電感性能，所以在要保證局放的要求下不建議采用增加基材厚度的方式來(lái)達(dá)到目的。。

3.以增加PET覆膠膜張數(shù)的方式來(lái)增加中間絕緣層的厚度能有效提升局放起始和熄滅電壓，選擇較薄的中間絕緣層厚度的同時(shí)又能保證局放性能的最優(yōu)化，要求保證局放的場(chǎng)合下建議采用這種方式來(lái)達(dá)到。

陳雅（1988—），女，湖南株洲人，大學(xué)本科，畢業(yè)于湘潭大學(xué)，助理工程師，研究方向：電氣絕緣材料應(yīng)用。

［1］岳桂芳.局部放電產(chǎn)生原因及分析［J］.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2005，8：107-108.