高频变压器用耐高温型匝间绝缘材料的击穿特性

高压高频变压器长期运行于频率为1～20 kHz的非正弦电压下,为研究绕组匝间绝缘的耐压能力,以Nomex纸、改性DMD纸、PET薄膜以及PI薄膜为研究对象,在高频电源产生的1～20 kHz、0～20 kV双极性高频方波电压下开展了击穿特性实验研究。利用双参数Weibull统计法计算材料的绝缘失效率,讨论特征击穿电压与频率的关系;基于乘幂函数拟合计算U-t特性曲线及特征关系式,分析高频方波下U-t特性随频率的变化规律;最后结合组合导线匝绝缘结构特点,探究不同频率下介质厚度对击穿电压的影响。实验结果表明:基于Weibull分布的特征击穿电压随频率的提高而显著下降,击穿电压下降速率在1～5kHz频率范围达到最大值;U-t特性曲线随频率的提升而明显下移,高频热效应是导致击穿电压下降及长期运行绝缘寿命缩短的主要原因;电场不均匀度与热量的增加导致击穿电压随厚度呈非线性变化,频率的提高使非线性变化趋势愈发明显。