Částečné výboje v silikonových hmotách

Bc. Petr KVASNIČKA

Master's thesis

Partial Discharges in Silicon Resins

Abstract:

S ohledem na dynamický vývoj výkonové elektroniky a používaných polovodičů, je zásadní inovovat materiály, schopné odolávat vysokým intenzitám elektrického pole a částečným výbojům. Silikonové gely jsou součástí skupiny zalévacích hmot, využívaných jako hlavní izolační systém pro výkonové a VN aplikace. Vzhledem k neustálému vývoji výkonových zařízeních a zvyšování hladin provozních napětí dochází k problematice částečných výbojů na rozhraní substrát - gel - vodič. Toto rozhraní je označováno jako trojný bod, kde dochází k vysokému nárůstu intenzity elektrického pole. Existují dva typy plniv, která omezují strmý nárůst intenzity - plniva měnící a) vodivost nebo b) permitivitu v závislosti na intenzitě elektrického pole. Plniva měnící vodivost jsou zvolena pro ověření pomocí experimentu. V práci je pomocí strukturálních analýz studován zvolený materiál pro modifikaci. Je vytvořeno experimentální elektrodové uspořádání, simulující trojný bod a experimentálně je ověřena funkčnost modifikovaného materiálu

Abstract:

Given the dynamic development of power electronics and semiconductors, it is essential to innovate materials capable of withstanding high electric field intensities and partial discharges. Silicone gels are part of a group of potting compounds used as the main insulation system for power and high voltage (HV) applications. Due to the continuous development of power devices and the increasing levels of operating voltages, issues arise concerning partial discharges at the interface substrate - gel - conductor. This interface is known as the triple point, where a significant increase in electric field intensity occurs. There are two types of fillers that limit the steep rise in intensity - fillers that change a) conductivity or b) permittivity depending on the electric field intensity. Conductivity-changing fillers are selected for verification through experimentation. The selected material for modification is studied through structural analyses in this work. An experimental electrode arrangement simulating the triple point is created, and the functionality of the modified material is experimentally verified.

Keywords

Zalévací hmoty pro výkonovou elektroniku, silikonové hmoty, dvousložkové silikonové materiály, trojný bod, nelineární dielektrika, FDC plniva, FDP plniva, fenomenologické metody, strukturální analýzy, elektrická pevnost, částečné výboje

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Josef Pihera, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Materials and Technologies for Electrical Engineering / Materials and Technologies for Electrical Engineering