Обзор полимерных диэлектриков с высокой теплопроводностью для электрической изоляции

Традиционные изоляционные материалы являются теплоизолирующими и обладают низкой теплопроводностью. Миниатюризация и увеличение мощности электрических устройств приводят к выделению значительного количества теплоты, создавая новые проблемы для безопасной и стабильной работы энергосистемы. Разработка изоляционных материалов с высокой теплопроводностью предоставляет новый подход к решению этих проблем. Повышение теплопроводности улучшает отвод теплоты и значительно снижает рабочую температуру электрического оборудования, что позволяет уменьшить его размеры и продлить срок службы. С другой стороны, неорганические теплопроводящие частицы и повышение теплопроводности могут оказывать существенное влияние на тепловой пробой. В настоящем исследовании изучены факторы, влияющие на теплопроводность полимерных диэлектрических композитов. Рассмотрены полимеры с собственной высокой теплопроводностью и теплопроводящие композиты, наполненные частицами. Проанализировано влияние теплопроводности, формы, размера и поверхностной обработки частиц, а также процесса приготовления на тепловые свойства композитов. Исследование сосредоточено на электрических и тепловых свойствах теплопроводящих композитов на основе эпоксидных смол, полиимида и полиэтилена. Разрушение изоляции вследствие образования токоведущих дорожек, вызванное накоплением теплоты, является типичным явлением теплового пробоя. Изучена стойкость этих композитов к такому разрушению. Результаты показали, что теплопроводящие частицы повышают стойкость к образованию токоведущих дорожек. Наконец, рассмотрено применение теплопроводящей эпоксидной смолы в электрическом оборудовании.