Electrical tree growth in microsilica-filled epoxy resin
Electrical tree growth in microsilica-filled epoxy resin
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微硅填充环氧树脂中的电树生长
DOI：
10.1109/tdei.2020.008671
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发表时间：
2020
影响因子：
3.1
通讯作者：
Chen S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen S
环氧树脂与无机填料复合后被广泛用作高压电气绝缘材料。然而，在实验室中，填料无法目视观察被称为电树现象的长期降解。因此，迄今为止，已经对不具代表性的未填充材料进行了许多实验室测试。在此，探讨了微米填料对环氧树脂体系中树化现象的影响。使用先进的“粉红光束”同步加速器光源成像系统，通过 X 射线计算机断层扫描 (XCT) 报告电树的亚微米分辨率 3D 重建。报道了尺寸在 1 至 10 μm 之间的填料颗粒对树通道传播的作用。在高填充材料（按重量计 30%）中，可以看到树木生长行为发生根本性变化，导致灌木树而不是树枝树的生长。还发现恒定应力下的介电击穿时间随着填料含量的平方根而增加。树木生长几何形状的变化可以解释高压应用中填充材料的寿命延长的原因。
Epoxy resin is widely deployed as a high voltage electrical insulation material when compounded with inorganic fillers. However, in the laboratory, the filler prevents visual observation of the long-term degradation known as electrical treeing. To date therefore, much laboratory testing has been conducted on unrepresentative unfilled materials. Here, the impact of micro-sized fillers on the treeing phenomenon in an epoxy system has been explored. Sub-micrometre resolution 3D reconstructions of electrical trees are reported from X-ray computed tomography (XCT) using an advanced ‘pink beam’ synchrotron light source imaging system. The role of filler particles between 1 and 10 μm in size on tree channel propagation is reported. In highly filled materials (30% by weight) a radical change in tree growth behavior is seen, leading to bush tree rather than branch tree growth. The dielectric breakdown time at constant stress was also found to increase as the square root of the filler level. The change in geometry of tree growth may explain the extended life of filled materials in high voltage applications.
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