專利名稱：一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法的研究。
背景技術(shù)：
近幾年來，變頻電機(jī)的使用范圍越來越廣。高效，節(jié)能，易于控制等優(yōu)點(diǎn)使變頻電機(jī)在冶金、起重、機(jī)車牽引諸領(lǐng)域大有替代直流調(diào)速趨勢，同時(shí)也對電機(jī)絕緣提出了更高的要求。在電機(jī)絕緣技術(shù)領(lǐng)域中，常用的有機(jī)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(jī)械性能，成為了電氣絕緣技術(shù)領(lǐng)域中有機(jī)薄膜的首選。PI薄膜的廣泛應(yīng)用減小了絕緣層厚度，改善了絕緣結(jié)構(gòu)的散熱性能，但是關(guān)于PI薄膜的耐電暈性能的研究一直未有突破性的進(jìn)展，成為限制PI薄膜發(fā)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(jì)60年代在美國和前蘇聯(lián)軍備競賽及太空發(fā)展之下所開發(fā)的耐熱性樹脂，也是被公認(rèn)為最成功的一種樹脂。PI分子主鏈上一般含有苯環(huán)和酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)，由于電子極化和結(jié)晶性，致使PI存在較強(qiáng)的分子鏈間作用，引起PI分子鏈緊密堆積，從而導(dǎo)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(tài)下的應(yīng)用。為滿足變頻電機(jī)的廣闊市場要求，電磁線行業(yè)必須努力開發(fā)適應(yīng)高頻脈沖電壓，耐電暈的電磁線。對高壓變頻電機(jī)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(diǎn)。電氣性能的提高成為限制PI薄膜發(fā)展的一個重大問題。國內(nèi)外專家對PI薄膜絕緣失效的機(jī)理進(jìn)行了廣泛深入的研究，主要認(rèn)為局部放電時(shí)導(dǎo)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(jì)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(shí)，發(fā)現(xiàn)變頻電機(jī)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(rèn)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(fā)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(jì)、消散趨勢，尋求提高PI薄膜耐電性能的有效方法。目的本發(fā)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(shù)方案本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:通過一定的措施將半封閉容器內(nèi)部的濕度、溫度分別調(diào)節(jié)到40%與23°C，然后將實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(fù)電荷在不同加壓時(shí)間中在樣品表面的累計(jì)、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(huán)境變換的影響。有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:①本發(fā)明所提供的PI薄膜表面帶電方法簡單，具有普適性，且設(shè)備簡單，容易搭建實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。②本發(fā)明所提供的PI薄膜表面帶電方法抗外界因素干擾能力強(qiáng)，無需受制于外部環(huán)境的變化；③本發(fā)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直觀、準(zhǔn)確，更具說服力。


圖1是本發(fā)明中聚酰亞胺薄膜表面帶電方法的簡易模型；圖2是本發(fā)明中與聚酰亞胺薄膜表面帶電方法所匹配的一整套實(shí)驗(yàn)裝置。最佳實(shí)施方式實(shí)施案例1:通過干燥劑對半封閉容器內(nèi)部進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)，使得容器內(nèi)濕度為40%，將試驗(yàn)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(jìn)行電暈放電，電暈放電時(shí)間分別為5min、10min、15min,加壓完成后，容器內(nèi)傳動系統(tǒng)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(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
權(quán)利要求
1.本發(fā)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(diào)節(jié)半封閉容器內(nèi)部的溫濕度控制系統(tǒng)將濕度、溫度分別調(diào)節(jié)到40%與23°C，然后將實(shí)驗(yàn)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(fù)直流電壓、脈沖電壓，則可以分別研究正電荷、負(fù)電荷計(jì)脈沖電壓在不同加壓時(shí)間中在樣品表面的累計(jì)、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(huán)境變換的影響。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺薄膜表面帶電方法，包括通過調(diào)節(jié)半封閉容器內(nèi)部的溫濕度控制系統(tǒng)將濕度、溫度分別調(diào)節(jié)到40％與23℃，然后將實(shí)驗(yàn)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(fù)直流電壓、脈沖電壓，則可以分別研究正電荷、負(fù)電荷計(jì)脈沖電壓在不同加壓時(shí)間中在樣品表面的累計(jì)、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(huán)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(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者杜伯學(xué), 杜偉, 李 杰 申請人:天津?qū)W子電力設(shè)備科技有限公司