重频纳秒脉冲电压下聚酰亚胺薄膜层叠结构的绝缘特性

作者：喻梦晗^*; 杨兰均; 林天煜; 张永鹏; **; 丁健

来源：高电压技术, 2021, 47(02): 695-704.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20191697

• 重频纳秒脉冲
• 薄膜绝缘
• 层叠结构
• 击穿场强
• 寿命模型

为提高脉冲功率技术中绝缘结构的绝缘性能,延长设备使用寿命,研究了重频纳秒脉冲电压作用下,多层绝缘薄膜层叠结构的绝缘特性,采用上升时间为115 ns、脉宽为225 ns的重频源,在重复频率为1 kHz的条件下,对比了不同厚度和层叠数的聚酰亚胺单层膜和多层膜的短时击穿场强和长时耐受脉冲数,建立了重频纳秒脉冲电压下1500万次以内的电老化单因子寿命模型。试验结果表明层叠结构有利于提高聚酰亚胺的绝缘强度,快速击穿场强最高增大45.44%,这是由于层叠结构减小了单层绝缘厚度,单层绝缘的击穿场强随厚度的减小而增大。耐受脉冲电压数也明显提升,并且总绝缘厚度相同的情况下分层数越多,快速击穿场强越高,同时耐受脉冲数也越多。耐受脉冲电压数与场强满足指数关系,这为场强的选择和绝缘结构设计提供了依据。

• 单位
  西安交通大学; 宁波送变电建设有限公司; 电力设备电气绝缘国家重点实验室