绝缘材料

 

本期栏目

综述

  • 基于超声的电气设备接触界面应力检测技术研究综述

    刘春博;赵春明;杨代勇;李岩;单宇;蓝翎源;李岩;于群英;张赛鹏;

    界面应力是保证接触材料力学性能、热电性能的前提条件之一，因此接触界面的应力检测尤为重要。超声检测技术作为一种非破坏性检测手段，避免了传统力学测试方法可能对界面造成的破坏，已广泛应用于接触界面性能的测量，但针对接触界面应力的超声测量研究相对不足。为此，本文系统地总结了基于超声的接触界面应力检测技术研究进展，主要包括超声脉冲反射法、非线性超声检测法。结合基本原理及实际应用情况，分析不同方法的适用场景和优缺点，以期为基于超声技术测量电气设备接触界面应力提供参考和研究思路。

    2025年12期 v.58 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1147K]

  • 用于高压输电线路的RTV硅橡胶材料改性研究进展

    陈炜;胡胜;刘奕奕;廖振宇;齐伟;

    室温硫化（RTV）硅橡胶凭借其优异的憎水迁移性、耐候性、耐热性和耐酸碱性等性能，已成为高压输电线路中关键器件防护的首选材料，然而，传统RTV硅橡胶材料在极端环境下的老化加速、机械强度衰减等问题制约了其应用效果。本文系统阐述超/特高压输电线路用RTV硅橡胶材料的改性策略与功能化研究进展，深入分析相关改性机理与影响机制，并展望高压输电线路安全防护技术的未来发展方向。

    2025年12期 v.58 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K]

材料研究

  • 低黏度、高耐热聚酰亚胺绝缘漆的分子结构设计与性能研究

    严盈;李琇廷;许青松;董杰;赵昕;张清华;

    为满足新能源汽车对电机绝缘材料耐热性能提出的更高要求，并解决传统聚酰亚胺绝缘漆黏度大、加工性能欠缺的问题，本文基于丁酸（BA）与芳香胺的中和反应制备了“潜伏性”中间体，并将其引入酸酐封端的均苯四甲酸二酐-4,4',-二氨基二苯醚（PMDA-ODA）齐聚物中，随后加入4-氨基苯甲酸-4-氨基苯酯（APAB），得到不同单体比例配方制备的高耐热PI绝缘漆及漆膜。然后研究不同APAB含量及热处理温度对PI漆膜力学性能、耐热性能及介电性能的影响规律，并结合Materials Studio软件模拟解释分子链刚性对漆膜性能的具体作用。结果表明：“潜伏性”中间体能够在温度驱动下继续与PMDA反应形成PI;APAB的适量引入可降低分子链的运动能力，减小分子链间距，有效抑制次级弛豫；提高固化温度可促进分子链间交联；高耐热PI漆膜具有优异的耐热性能、力学性能及电学性能，拉伸强度超过147 MPa，玻璃化转变温度大于420℃，常温、1 kHz下漆膜的介电常数低于3.48，介质损耗因数低于0.019，且具有优异的介电温度稳定性和较高的电气强度（304.3～356.5 MV/m）。

    2025年12期 v.58 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K]

  • 端羧基超支化聚合物/环氧树脂复合材料微结构与力学及绝缘性能研究

    张健;李中原;刘贺千;梁建权;何日;张明泽;冯宇;岳东;

    热固性环氧树脂以其优异的绝缘性能和机械稳定性广泛应用于电气设备绝缘。为解决固化后的环氧树脂因高度交联而脆性较大的问题，本文制备一种含端羧基超支化聚合物（HBP-COOH）增韧剂，并将其加入到环氧树脂中制备HBP-COOH/EP复合材料，探讨不同含量增韧剂对环氧复合材料力学、介电与电气性能的影响。结果表明：随着HBP-COOH增韧剂含量的增加，复合材料的拉伸强度发生显著变化，尤其在6%HBP-COOH/EP复合材料中，拉伸强度达到38.79 MPa，比纯环氧提高了158.6%。复合材料的介电常数随着HBP-COOH含量的增加呈现先减小后增大的趋势，其介质损耗因数均与纯环氧保持相同数量级甚至低于纯环氧，两者均在高温下仍保持着较好的频率稳定性。随着增韧剂含量的增加，复合材料的电气强度与纯环氧相比无明显降低，显示出良好的电气性能稳定性。

    2025年12期 v.58 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K]

  • 基于多尺度填料堆砌的高导热环氧树脂的制备与性能研究

    易荣军;马超强;柯杰曦;孙通;周建文;王洪;

    为最大限度提高填充型环氧复合材料的导热系数，本文以Dinger-Funk方程为基础，对3种不同粒径的球形Al_2O_3(S5、S20和S40)进行填料紧密堆积设计，然后将复配填料（DFHP）掺杂到环氧基体中，制备不同低黏度、高导热环氧复合材料（LTCE）并考察不同DFHP含量对LTCE性能的影响。结果表明：当S5、S20和S40按照29.1∶25.6∶45.3的质量比进行复配时，填料间形成了致密的三维导热网络；掺杂质量分数为80%DFHP的LTCE导热系数高达1.89 W/(m·K)。与纯环氧树脂相比，DFHP质量分数为30%、50%和80%的LTCE的拉伸强度分别提高了7.3%、26.9%和19.8%，起始热分解温度分别提高了16.4、27.0、41.9℃，玻璃化转变温度分别提高了4.6、22.2、25.3℃。各LTCE复合材料的体积电阻率和电气强度均优于纯环氧树脂，介质损耗因数均低于0.02，具有良好的绝缘性能，满足电气绝缘的要求。

    2025年12期 v.58 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]

  • 电抗器用咪唑固化环氧材料的修复剂体系研究

    郑服利;李光茂;张鹤;杨森;周鸿铃;杜钢;安金亮;郝斌;

    电抗器用环氧材料容易因机械振动、热应力、紫外照射等因素开裂失效，为研究自修复特性对于延长电抗器用环氧树脂寿命的影响，本文从修复剂体系选择、修复行为、修复剂微胶囊化以及微胶囊在环氧/咪唑基体中的分散性和稳定性等方面，开发了基于微胶囊化的电抗器用自修复咪唑固化环氧材料。结果表明：基于环氧修复剂和胺类修复剂的环氧/胺修复体系具有良好的热稳定性，最优配比为1.8∶1，此时环氧/咪唑树脂基体断裂韧性的室温修复效率高达220%；两种修复剂以微胶囊形态植入环氧/咪唑基体后具有优异的组分兼容性，可承受环氧/咪唑的热固化处理并均匀地分散于基体中。

    2025年12期 v.58 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K]

  • 电缆保护系统用新型阻燃HDPE的制备及性能研究

    杨芬;严文超;陈庆;陈邵杰;

    本文成功合成一种用于高密度聚乙烯（HDPE）材料的复合阻燃改性剂，以期将改性复合材料应用于煤矿智慧园区电缆保护系统。通过添加聚磷酸铵/木脂素作为阻燃剂，并辅以抗氧化剂1010作为保护材料，制备含不同阻燃剂配方的改性HDPE试样。结果表明，添加30%聚磷酸铵/木脂素后的改性HDPE的极限氧指数从16.6%提高至28.8%，达到UL-94可燃性测试的V-0级；改性HDPE的总热释放量和峰值热释放速率分别从111.6 MJ/m~2和463.0 kW/m~2降低至85.0 MJ/m~2和172.0 kW/m~2，阻燃性能得到提高；改性HDPE的烟雾释放率和总烟雾释放量有所降低，具有更好的抑烟效果；改性HDPE的初始分解温度从308.1℃提高至463.2℃，且在800℃下的残留率从9.38%增至16.51%，热稳定性增强。各改性HDPE的阻燃性能、力学性能和电气性能均表现卓越，其中H70L7.5在阻燃性能与力学、电气性能之间取得了良好的平衡，综合性能最佳。

    2025年12期 v.58 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K]

绝缘技术

  • 基于分子动力学的硅烷偶联剂接枝纳米SiO2对PMIA绝缘纸性能的影响研究

    刘博闻;赵旭;毕瀚文;杜昀泽;律方成;郭腾;孙泽坤;

    为探究不同硅烷偶联剂改性二氧化硅（SiO_2）对间位芳纶体系性能的影响，本文选取KH550、KH560、KH570和KH792四种硅烷偶联剂对SiO_2进行接枝改性，并基于Materials Studio软件构建改性SiO_2与间位芳纶（PMIA）的复合体系模型（SiO_2/PMIA），通过分子动力学模拟，系统分析不同硅烷偶联剂对复合体系模型的玻璃化转化温度、力学性能、界面结合能和均方位移等的影响。结果表明：KH550修饰体系的玻璃化转变温度为579 K，比未修饰SiO_2/PMIA体系提高27 K，弹性模量和体积模量分别提升至7.756 1 GPa和4.256 1 GPa，增幅分别达31.6%和37.1%，显示出优异的热稳定性和力学性能。在不同温度下，KH792和KH550修饰体系对PMIA链分子运动的抑制效果最佳，均方位移分别为8.12??~2和12.5??~2，在高温条件下具有更优异的稳定性。界面结合能和氢键数量分析表明，KH792和KH550修饰体系在提升SiO_2/PMIA界面结合强度方面具有突出效果，较未修饰SiO_2/PMIA体系分别提升了116.8%和123.52%。

    2025年12期 v.58 74-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]

  • 老化过程中绝缘纸聚合度对油-纸绝缘气泡生成的影响研究

    罗颖婷;石墨;张彬;王磊;李鑫;杨冉;周游;

    本文深入探究了不同水分含量下老化绝缘纸聚合度对油-纸绝缘系统的气泡起始温度特性影响规律。采用加速热老化试验获得了不同老化阶段的绝缘纸，并搭建模拟绕组气泡起始温度测量平台，利用聚合度作为老化程度的表征指标，系统研究了不同升温速率、水分含量和聚合度对油-纸绝缘气泡起始温度的影响。结果表明：水分是影响油-纸绝缘气泡起始温度的主要因素，纸中含水量越高，气泡起始温度越低。升温速率越快，气泡起始温度越低，气泡持续生成时间越短。随着老化时间的增加，绝缘纸的聚合度逐渐下降，在相同含水量条件下，由于老化过程中纤维素断裂及微观空隙增大，油-纸绝缘的气泡起始温度呈现上升趋势，此时气泡需要克服更大的表面张力才能从老化绝缘纸表面脱离。

    2025年12期 v.58 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K]

  • 多指标综合的复合绝缘子硅橡胶伞裙剩余寿命研究

    张峻翔;赵洪峰;刘威;

    为研究复合绝缘子的剩余寿命，本文首先以新疆各地退运送检的复合绝缘子为研究对象，进行多项性能检测并分析其老化特性，然后提出一种变权重的加权求和方法，综合多项性能指标确定复合绝缘子的剩余寿命，最后对多支复合绝缘子进行实际应用，检验方法的可行性。结果表明：静态接触角的减小速率在老化后期有减缓的趋势，其与运行年限的相关系数为-0.983，适用于复合绝缘子的寿命预测；硬度与运行年限的相关性较低；抗撕裂强度的老化进程快于拉伸强度与断裂伸长率，三者与运行年限的相关系数分别为-0.906、-0.951、-0.955，均可用于寿命预测；自然老化环境中，以静态接触角、拉伸强度、断裂伸长率与抗撕裂强度为指标得到的寿命极限分别为18.27年、18.08年、20.12年与15.51年。变权重的加权求和方法确定的综合剩余寿命充分考虑了多项性能指标的老化进程，符合复合绝缘子实际老化状态，此外该方法还可适用于复合绝缘子的状态评估。

    2025年12期 v.58 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]

  • 电磁式电压互感器层间绝缘铁磁谐振放电研究

    贾鹏鹏;周文凯;王井顺;王光;雷子恒;贾珂意;雷志鹏;

    为研究电磁式电压互感器易发生铁磁谐振进而导致层间绝缘发生局部放电甚至击穿的作用机理，本文以JDZ-10Q型电磁式电压互感器为研究对象，利用电磁暂态仿真模拟了3种典型谐振电压的波形变化，测量了层间绝缘在不同温度和频率下的相对介电常数。搭建了层间绝缘局部放电测量平台，选取3种典型谐振电压作为试验电压，研究层间绝缘在不同温度下的局部放电特性。结果表明：随着温度的升高，层间绝缘相对介电常数逐渐增大，而频率的影响规律相反。温度升高后，层间绝缘局部放电逐渐剧烈，最大放电量和总放电次数均显著升高，特别是高于60℃后，高频谐振电压下的放电次数最多，基频谐振电压下的放电较为集中，分频谐振电压下的放电次数最少。

    2025年12期 v.58 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]