氟硅烷修饰的纳米复合光固化涂层提升绝缘真空闪络特性

• 作者: 王超 李文栋 江智慧 杨雄 苏国强 张冠军
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 沿面闪络 粗糙度 氟化层 表面电荷 真空
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 电介质与电气绝缘|Dielectric and Electrical Insulation
• 页码范围: 1028-1036
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200528022

摘要

表面氟化被认为是提高绝缘真空沿面闪络电压的有效措施之一,然而由于材料表面形貌和元素的影响难以解耦,两者各自作用机制及抑制效果尚不清楚.为此通过在绝缘表面涂敷光固化涂层,利用涂层中氧化铝纳米片的排列堆积,构建不同粗糙度的表面形貌.进一步通过无机填料的表面氟硅烷修饰,利用固化过程的表面偏析现象在涂层表面引入氟代烃长链作为氟化层.通过闪络电压及表面电荷特性分析等表征手段,探究了表面形貌及元素组成对于介质表面耐电特性的影响.结果表明:氧化铝纳米片的排列堆积可改变表面形貌,增大粗糙度.颗粒表面偶联的氟碳链可在固化过程偏析,形成氟化层;在冲击电压作用下,粗糙的表面形貌是表面电荷积聚减少、闪络电压提高的主导因素;在高粗糙度条件下,氟化层的存在可以吸附更多能量较低的内二次电子,降低二次电子发射系数,进一步提高闪络电压.综合分析形貌及氟化层的影响后,提出了考虑体外真空侧二次电子倍增过程与体内电子输运的理论模型,该模型与表面电荷积聚特性具有良好的一致性.