Vícevrstvé elektroizolační kompozity pro vysokonapěťové aplikace

Bc. Ondřej MUSIL

Master's thesis

Multilayer electrical insulating composites for high voltage applications

Abstract:

Diplomová práce se zabývá problematikou elektroizolačních kompozitů s vícevrstvou strukturou, které mohou nalézt uplatnění primárně ve vysokonapěťových aplikacích. Předkládaná práce navazuje na bakalářskou práci s cílem navrhnout a analyzovat takové modifikace stávajících třísložkových kompozitů, které by mohly pozitivně ovlivnit dielektrické, ale i další vlastnosti kompozitů. Nejprve je věnována pozornost historickému vývoji a současnému stavu polymerních vysokonapěťových izolací. Dále navazuje rešerše a navrhování možností úprav kompozitů vedoucích obecně ke zlepšení jejich užitných vlastností pro aplikace primárně v elektroizolačních systémech elektrických strojů. Práce dále shrnuje poznatky o perspektivních materiálech z oblasti polymerních fólií a částicových plniv. V druhé části práce jsou uvedeny informace o realizovaných experimentech včetně popisu laboratorní výroby vzorků obsahujících perspektivní materiály zmíněné v teoretické části práce. Následně jsou prezentovány výsledky měření vybraných dielektrických parametrů vyrobených vzorků a ty jsou zhodnoceny. Pro vybrané modifikované kompozity byl navržen a realizován experiment zrychleného tepelného stárnutí, který byl vyhodnocen na základě sledovaných dielektrických parametrů. Ze získaných dat jsou určeny perspektivní materiály z oblasti částicových plniv a polymerních fólií vhodné k dalšímu výzkumu, případně možnému budoucímu použití.

Abstract:

The master thesis focuses on the issue of electrical insulating composites with multilayer structure, which can be used primarily in high-voltage applications. The presented work is a continuation of the bachelor thesis with the aim to propose and analyse such modifications of existing three-component composites, which could positively affect the dielectric and other properties of the composites. Firstly, attention is paid to the historical development and current state of polymeric high-voltage insulations, followed by research and suggesting possibilities of modifications of composites leading to a general improvement of their performance for applications primarily in the insulation systems of electrical machines. The work also summarizes the research on promising materials in the field of polymer films and particle fillers. The second part of this thesis presents information on the experiments carried out, including a description of the laboratory preparation of samples containing the promising materials mentioned in the theoretical part of the thesis. Subsequently, the results of measurements of selected dielectric parameters of the prepared samples are presented and evaluated. For the selected modified composites, an accelerated thermal aging experiment was designed and carried out, which was evaluated on the basis of the observed dielectric parameters. From the obtained data, promising materials in the field of particle fillers and polymer films suitable for further research or possible future applications are identified.

Keywords

Elektrické izolace, vysokonapěťové izolace, kompozity, elektroizolační fólie, prepreg, pryskyřice, plnivo, částice, nanočástice, mikročástice, elektrická pevnost, vnitřní rezistivita, permitivita, ztrátový činitel, resin-rich, zrychlené stárnutí, teplotní třída, halloysite, nitrid boru, oxid hlinitý, slída.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Petr Kadlec, 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