專利名稱：一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法
技術領域：
本發明涉及一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法的研究。
背景技術：
近幾年來，變頻電機的使用范圍越來越廣。高效，節能，易于控制等優點使變頻電機在冶金、起重、機車牽引諸領域大有替代直流調速趨勢，同時也對電機絕緣提出了更高的要求。在電機絕緣技術領域中，常用的有機薄膜品種很多，主要有聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚酰亞胺薄膜等。其中，聚酰亞胺(PI)薄膜由于其卓越的介電性能、耐熱性能、機械性能，成為了電氣絕緣技術領域中有機薄膜的首選。PI薄膜的廣泛應用減小了絕緣層厚度，改善了絕緣結構的散熱性能，但是關于PI薄膜的耐電暈性能的研究一直未有突破性的進展，成為限制PI薄膜發展的一個重要原因。聚酰亞胺薄膜作為一種特種工程材料，是在20世紀60年代在美國和前蘇聯軍備競賽及太空發展之下所開發的耐熱性樹脂，也是被公認為最成功的一種樹脂。PI分子主鏈上一般含有苯環和酰亞胺環結構，由于電子極化和結晶性，致使PI存在較強的分子鏈間作用，引起PI分子鏈緊密堆積，從而導致PI明顯的吸水性和熱膨脹性，致使PI薄膜耐電暈性很弱，這限制了其在高溫和精密狀態下的應用。為滿足變頻電機的廣闊市場要求，電磁線行業必須努力開發適應高頻脈沖電壓，耐電暈的電磁線。對高壓變頻電機而言，必須研制耐電暈的聚酰亞胺薄膜(PI膜)，用它制造繞包線，以解決普通PI薄膜不耐電暈的弱點。電氣性能的提高成為限制PI薄膜發展的一個重大問題。國內外專家對PI薄膜絕緣失效的機理進行了廣泛深入的研究，主要認為局部放電時導致絕緣破壞的主要因素，而在外施電場作用下由自由電荷累計在固體-氣體交界面形成的表面電荷絕緣失效過程中扮演著較為重要的角色。Bellomo等在研究方波電壓下聚酰亞胺的壽命時，發現變頻電機中絕緣材料的壽命主要由局部放電所控制。Kimura.Ken采用電流傳感器測量了方波脈沖下PI薄膜的表面放電，認為聚酰亞胺薄膜累積的表面電荷對局部放電有著重要影響。因此有效提高聚酰亞胺薄膜的表面電荷消散方法可以提高其耐電能力。本發明提供了一種簡單，具有普適性的聚酰亞胺薄膜表面帶電方法，以期能夠更好地研究PI薄膜表面電荷累計、消散趨勢，尋求提高PI薄膜耐電性能的有效方法。目的本發明的目的在于提供一種聚酰亞胺薄膜表面的帶電方法。技術方案本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:通過一定的措施將半封閉容器內部的濕度、溫度分別調節到40%與23°C，然后將實驗樣品放在托盤上，并使得針電極的針尖與樣品的垂直距離為3mm，且針尖位于樣品中心的正上方，然后把容器封閉，對針電極加壓。所加電源為高壓工頻交流電源，同時，在電路中加入二極管，通過改變二極管的接法，則可以分別研究正電荷、負電荷在不同加壓時間中在樣品表面的累計、消散過程。該種PI薄膜表面帶電方法具有一定的普適性，且操作簡單，不易受外界環境變換的影響。有益效果本發明的優點和有益效果:①本發明所提供的PI薄膜表面帶電方法簡單，具有普適性，且設備簡單，容易搭建實驗臺進行實驗。②本發明所提供的PI薄膜表面帶電方法抗外界因素干擾能力強，無需受制于外部環境的變化；③本發明所提供的PI薄膜表面帶電方法測量過程中人工操作減少，實驗數據直觀、準確，更具說服力。
圖1是本發明中聚酰亞胺薄膜表面帶電方法的簡易模型；圖2是本發明中與聚酰亞胺薄膜表面帶電方法所匹配的一整套實驗裝置。最佳實施方式實施案例1:通過干燥劑對半封閉容器內部進行濕度調節，使得容器內濕度為40%，將試驗樣品至于托盤上，并使得針電極針尖與樣品的垂直距離為3mm，且針電極針尖位于樣品中心正上方。然后取出干燥劑，封閉容器，對針電極加壓，使得針電極對樣品進行電暈放電，電暈放電時間分別為5min、10min、15min,加壓完成后，容器內傳動系統自動將載有樣品的托盤移至探頭正下方(探頭與樣品的垂直距離亦為3mm，且位于樣品中心正上方)，通過電容靜電劑TREK347測量樣品中心位置電荷量，并對數據進行采集。
權利要求
1.本發明專利涉及一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法的研究，他包括通過調節半封閉容器內部的溫濕度控制系統將濕度、溫度分別調節到40%與23°C，然后將實驗樣品放在托盤上，并使得針電極的針尖與樣品的垂直距離為3mm，且針尖位于樣品中心的正上方，然后把容器封閉，對針電極加壓。所加電源涉及為高壓交流電壓、正負直流電壓、脈沖電壓，則可以分別研究正電荷、負電荷計脈沖電壓在不同加壓時間中在樣品表面的累計、消散過程。該種PI薄膜表面帶電方法具有一定的普適性，且操作簡單，不易受外界環境變換的影響。
全文摘要
本發明涉及一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法，包括通過調節半封閉容器內部的溫濕度控制系統將濕度、溫度分別調節到40％與23℃，然后將實驗樣品放在托盤上，并使得針電極的針尖與樣品的垂直距離為3mm，且針尖位于樣品中心的正上方，然后把容器封閉，對針電極加壓。所加電源涉及為高壓交流電壓、正負直流電壓、脈沖電壓，則可以分別研究正電荷、負電荷計脈沖電壓在不同加壓時間中在樣品表面的累計、消散過程。該種PI薄膜表面帶電方法具有一定的普適性，且操作簡單，不易受外界環境變換的影響。
文檔編號G01R31/12GK103149505SQ20121048033
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者杜伯學, 杜偉, 李 杰 申請人:天津學子電力設備科技有限公司