等离子体表面阶跃型梯度硅沉积对环氧树脂闪络性能的影响

作     者：闫纪源 梁贵书 段祺君 阮浩鸥 康玉婵 彭程凯 谢庆 Yan Jiyuan;Liang Guishu;Duan Qijun;Ruan Haoou;Kang Yuchan;Peng Chengkai;Xie Qing

作者机构：华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 华北电力大学电力与电子工程系保定071003 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第9期

页      面：2377-2387页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51777076) 新能源电力系统国家重点实验室自主研究课题(LAPS202116)资助项目 

主　　题：等离子体 环氧树脂 梯度改性 表面电荷 沿面闪络 

摘      要：气体绝缘输电线路内的盆式绝缘子长期处于非均匀电场中,局部高场强引起的表面电荷积聚会进一步畸变外部电场,造成局部放电甚至引发沿面闪络。常规均匀改性手段难以兼顾不同场强区域的绝缘需求,对整体绝缘性能的提升难以达到最佳效果。该文采用大气压等离子体射流技术实现氧化铝/环氧树脂表面的等离子体阶跃型梯度硅沉积,测量了改性前后材料的理化特性和表面电气参数。结果表明,采用等离子体表面阶跃型梯度硅沉积会在材料表面覆盖不同厚度的硅氧类薄膜,使样片的表面粗糙度、表面电导率和陷阱能级呈阶跃型梯度分布,进而调控样片表面不同区域的电荷消散速率,使沿面闪络电压最多提升31.1%,明显高于未改性和均匀改性材料。分析表明,一方面构造梯度分布的表面电导率可以有效降低针-针电极的最大电场强度,减小电场畸变;另一方面,加快高场强区表面电荷消散并适当控制低场强区表面电荷消散速率时,才能最大程度地提升材料沿面闪络性能。