The effect of aluminium inclusions on the dielectric breakdown of polyethylene

Abstract

A narrow size distribution of irregular aluminium particles was blended into power cable insulation grade polyethylene. Some batches of the resulting material were then melt-filtered to reduce the size of particles present and narrow the distributions further. The failure statistics of the loaded polymers were then determined under AC ramped stress. density of defect can clearly be identified. In addition, for the filtered material, a minimum breakdown field can be associated with a given filter size: a result of commercial importance. Some indications exist to suggest that different modes of failure operate at high and low fields. Candidates for these modes are analysed and discussed in terms of the distributions of defects present. Local field enhancement due to the included flaws were calculated using finite-element techniques.The results are compared with a percolation model of breakdown. Predictions are found to quantify accurately the reduction in the characteristic strength of the material over the narrow range of defect concentrations examined.

Influência de aditivos na rigidez dielétrica do polietileno de alta densidade

“…Esta observação é importante pois a ruptura dielétrica que ocorre pelo volume do dielétrico sempre se manifesta no ponto mais fraco. Segundo Okamoto [12,14] , provavelmente ela não ocorra no valor de E γ (P f = 63,2%) mas em valores bem menores, por exemplo, em E rup. para P f = 1%.…”

“…Comumente, o valor E γ é utilizado para comparar valores de rigidez dielétrica determinados nos ensaios de ruptura elétrica [1,2,[12][13][14] . Os parâmetros desta distribuição foram determinados pelo Método Gráfico e pelo Método da Máxi-ma Verossimilhança.…”

“…Por esta análise, ao considerar duas formulações com mesmo E γ e diferentes β's, é possível concluir que a que possui maior valor de β, determinado pelo método Grá-fico, apresenta maior confiabilidade (qualidade), durante a sua utilização, em relação ao de menor β [12,14] . COPPARD e colaboradores [14] , verificaram que β está relacionado com a distribuição de tamanho das impurezas presentes no dielétrico.…”

“…COPPARD e colaboradores [14] , verificaram que β está relacionado com a distribuição de tamanho das impurezas presentes no dielétrico. Para o trabalho apresentado aqui, significa que β está relacionado com a distribuição/dispersão do(s) aditivo(s) que influencia(m) na rigidez dielétrica mais especificamente com a do negro de fumo, em termos de distribuição de tamanho de aglomerados.…”

“…COPPARD e colaboradores [14] verificaram que o parâmetro de forma β da distribuição de Weibull pode avaliar a dispersão dos resultados, a qual está relacionada com a distribuição de tamanho dos defeitos que, por sua vez afetam a rigidez dielétrica. Eles concluíram que quanto menor a dispersão dos resultados, mais estreita a distribuição de tamanho dos defeitos e maior o valor de β.…”