方波电压下环氧树脂绝缘电压耐受指数评估研究
不同于传统工频变压器，高频变压器（High Frequency Transformer，HFT）工作在高频非正弦、 多谐波、高温与振动等复杂工况下，其磁芯材料、 结构、绕组排布、绝缘与散热设计面临着更多挑战。 在绝缘设计方面，大功率HFT常使用固体绝缘，如环氧树脂等，以提高电压功率密度。高频变压器中固体绝缘的性能与失效机制是大功率高频变压器设计与应用的关键问题之一。高频变压器所使用的固体绝缘材料主要包括：聚酰亚胺薄膜、PET聚酯薄膜、 Nomex 纸、改性DMD绝缘纸、环氧树脂、云母带等[1]。环氧树脂因其电、热、机械性能优异以及制备流程简单等优点成为高频变压器设计的主绝缘材料[4]。
绝缘材料寿命模型主要分为经验化模型和物理模型两大类，经验型寿命模型大致分为两大类： 一是基于化学反应速率理论的单（多）因子寿命模 型，美国学者T. W. Dakin认为温度影响热老化过程的化学反应速率，进而影响绝缘材料的寿命。
但由于绝缘材料的种类不同和老化过程的复 杂性，一些实验结果并不满足上述关系。随着绝缘 材料承受的电应力强度增大，电应力也成为影响绝缘材料寿命的重要因素，因此Simoni模型[5]、Ramu模型[7]和Fallou模型[8]等电、热应力共同作用下的老化寿命模型被广泛应用。二是基于失效概率理论的单（多） 因子寿命模型。
电压耐受指数常用作表征直流电压下XLPE绝缘性能[11]。近年来，大部分学者将反幂函数模型应用到环氧树脂的绝缘寿命评估中。GuYunjie通过反幂函数模型预测了工频电压下环氧树脂的电老化寿命[13]，Xuwei Huang研究了环氧树脂在不同正弦电压频率（10-50kHz）和温度（80-200 ℃) 下的绝缘寿命，同样用到了反幂函数模型[14]。但是，鲜有学者利用反幂函数中的电压耐受指数在高频方波电压下对环氧树脂的绝缘寿命进行评估。
本文对环氧树脂在不同条件方波电压下绝缘寿命进行拟合，得到相应的电压耐受指数，考察不同试 验参数对电压耐受指数的影响。针对不同方波电压频率、方波电压幅值、温度下的绝缘寿命结果，分析其绝缘失效机理。本文使用的方法对方波电压下环氧绝缘寿命的研究具有一定意义。
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