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環氧樹脂干式變壓器真空澆注工藝過程重點解析!

發表時間:2019-09-04【

環氧樹(shu)脂是泛指分子中含(han)有(you)2個(ge)或2個(ge)以上環氧基團(tuan)的有(you)機高分子化合物。除(chu)個(ge)別(bie)外,它們的相對分子質(zhi)量都不高。環氧樹(shu)脂的特點有(you):①形式多樣;②固(gu)化方便;③粘附力(li)強;④收縮性(xing)低;⑤固(gu)化后(hou),具(ju)有(you)優(you)(you)良的力(li)學性(xing)能(neng);⑥固(gu)化后(hou),形成一(yi)種具(ju)有(you)高介電性(xing)能(neng),耐表面漏(lou)電,耐電弧的優(you)(you)良絕緣材料;⑦化學穩(wen)定性(xing);⑧尺寸穩(wen)定性(xing);⑨耐霉菌等。

環氧(yang)樹脂材料現在已作為主要絕緣材料大量應用于變壓器(qi)、互感器(qi)和絕緣子等(deng)電力設備制造領(ling)域。環氧(yang)樹脂澆注干式變壓器(qi)具(ju)有難燃(ran)、安(an)全、運行可靠、維護方(fang) 便(bian)和體積小等(deng)特(te)點(dian),已在城(cheng)市(shi)的(de)高(gao)層建筑和電站等(deng)場所得(de)到廣泛的(de)應用。

近十幾年來,我國(guo)干式變(bian)壓器的(de)生(sheng)產有了(le)較大(da)(da)的(de)發 展,產品(pin)的(de)性能和外觀都有了(le)較大(da)(da)的(de)改進(jin)。環氧樹脂澆注具有一(yi)次性成(cheng)形的(de)特點,即成(cheng)形冷卻后(hou)(hou)硬化不可回收 利用,成(cheng)形后(hou)(hou)的(de)繞組達不到(dao)規(gui)定(ding)的(de)標(biao)準或(huo)設計要(yao)求(qiu),就只能作報廢處理,無(wu)法(fa)再次利用。國(guo)家標(biao)準GB1094.11 — 2007 規(gui)定(ding),干式變(bian)壓器局部放電水平的(de)最大(da)(da)值為 10 PC。為了(le)保證繞組的(de)質量,要(yao)求(qiu)預澆注繞組的(de)結(jie)構可靠,澆注材料配比合理,工藝先進(jin)。

目前,變壓(ya)器(qi)(qi)行業大(da)多采用的(de)(de)是進(jin)口或者國(guo)產的(de)(de)真 空澆(jiao)注(zhu)設備。由(you)于真空澆(jiao)注(zhu)設備的(de)(de)結構(gou)不(bu)同(tong),在具體的(de)(de)澆(jiao)注(zhu)操作過程中也有其(qi)獨到之(zhi)處。我公司(si)(si)在20世紀90年(nian)代初期從意(yi)大(da)利BP2公司(si)(si)購進(jin)全套真空澆(jiao)注(zhu)設備。以下依據(ju)我公司(si)(si)繞組澆(jiao)注(zhu)過程為例(li),淺談干式變壓(ya)器(qi)(qi)臥(wo)式繞組的(de)(de)真空澆(jiao)注(zhu)工(gong)藝過程。如(ru)圖(tu)1所示。

1 配 料

我公司澆注材料采用(yong)進口的雙組分環氧(yang)(yang)樹脂材料, 配(pei)料過程(cheng)分為環氧(yang)(yang)樹脂配(pei)料和固化劑配(pei)料。

環(huan)(huan)氧樹(shu)脂(zhi)配料(liao)(liao)是將環(huan)(huan)氧樹(shu)脂(zhi)一(yi)定量吸入配料(liao)(liao)罐(低真空、預混(hun)料(liao)(liao)罐)。攪拌(ban)加熱到(dao)50 ℃時,其流動性(xing)達到(dao)最佳狀(zhuang)態(tai),按照一(yi)定配比加入填料(liao)(liao)及顏料(liao)(liao),保持真空度(du)20~30 mbar,當(dang)混(hun)和料(liao)(liao)被(bei)攪拌(ban)均勻,沒有(you)大量泡沫并且溫度(du)處于50~60 ℃時,可將料(liao)(liao)送(song)入環(huan)(huan)氧樹(shu)脂(zhi)罐進行(xing)薄(bo)膜脫氣。

固化(hua)劑(ji)配(pei)(pei)料(liao)與環氧樹脂配(pei)(pei)料(liao)過程基本相同,依據原材料(liao)的(de)品牌型(xing)號不同,固化(hua)劑(ji)和填料(liao)的(de)比例略有區別, 配(pei)(pei)料(liao)結(jie)束后將混合料(liao)送入固化(hua)劑(ji)罐進行薄膜(mo)脫(tuo)氣。

2 脫(tuo) 氣

薄膜(mo)脫氣(qi)是目前澆(jiao)注(zhu)工藝中廣(guang)泛采用的一種脫氣(qi)方法(fa)。脫氣(qi)的結果將決定澆(jiao)注(zhu)時氣(qi)泡的多少,氣(qi)泡越(yue)少,澆(jiao) 注(zhu)質量(liang)越(yue)高。

在(zai)環氧樹脂罐和固化劑罐中(zhong)都存在(zai)有(you)一個傘(san)狀螺旋提升裝(zhuang)置(zhi)。在(zai)工作(zuo)時,該螺旋提升裝(zhuang)置(zhi)將混合料(liao)提 升到(dao)脫氣(qi)(qi)傘(san)上(shang),從傘(san)面上(shang)向四周流下,此時混合料(liao)在(zai) 傘(san)面上(shang)形成極薄材料(liao)層(ceng)。混合料(liao)中(zhong)的氣(qi)(qi)體在(zai)傘(san)面上(shang)會(hui) 以氣(qi)(qi)泡形式擠到(dao)真空罐中(zhong),再被真空泵抽出罐外。過(guo) 程中(zhong),必須保(bao)持溫度60~65 ℃范圍內,并進行(xing)長(chang)時間攪拌脫氣(qi)(qi)。

一般情況下,必須(xu)至(zhi)少連續脫(tuo)氣 12 h(該時長可根據(ju)材(cai)料(liao)的(de)多(duo)少和季節的(de)變化進行相應(ying)調整(zheng)),以盡可能多(duo)地脫(tuo)去材(cai)料(liao)中的(de)水分和氣體。在脫(tuo)氣的(de)過(guo)程中,通(tong)過(guo)觀察窗要密切關注脫(tuo)氣罐內(nei)扇面(mian)上的(de)混合料(liao)的(de)粘度(du)及氣泡(pao)的(de)情況。

3 澆注前的準備

在(zai)澆注前(qian),將(jiang)繞制(zhi)好的線圈裝(zhuang)入澆注模具后,吊入澆注罐。

模(mo)具的(de)一端適當墊(dian)高,在模(mo)具較低的(de)一端放澆注管(guan)口,澆注管(guan)口與模(mo)具之間墊(dian)一層過濾網,用于澆注料的(de) 雜質過濾。

澆注(zhu)管(guan)道內不得有(you)清(qing)洗劑(ji)等(deng)液態(tai)物(wu)質, 在放(fang)入繞(rao)(rao)組(zu)前(qian)應(ying)適當加(jia)(jia)溫(wen),自然去除(chu)清(qing)洗劑(ji)、烘干管(guan)道,檢(jian)查好(hao)澆注(zhu)罐(guan)內照明, 關好(hao)罐(guan)門。打開(kai)澆注(zhu)罐(guan)加(jia)(jia)熱系統,溫(wen)度設定為 80 ~85 ℃,對澆注(zhu)罐(guan)內的(de)繞(rao)(rao)組(zu)進行(xing)加(jia)(jia)熱,時(shi)間 8 ~10 h,澆注(zhu)前(qian)兩小時(shi),打開(kai)澆注(zhu)罐(guan)真空泵。

4 終(zhong)混(hun)和澆注(zhu)過程(cheng)

根據需要(yao)澆注(zhu)的(de)線(xian)圈(quan)樹脂(zhi)定額(e)及數量(liang)計算出所需混(hun)(hun)合料的(de)重量(liang),適當放寬余(yu)量(liang),按照 1∶1 的(de)質量(liang)比(bi)分(fen)別向(xiang)終(zhong)(zhong)混(hun)(hun)罐內打入環氧樹脂(zhi)料和(he)固化劑料(已配好填料的(de)), 打開終(zhong)(zhong)混(hun)(hun)罐真空泵進行終(zhong)(zhong)混(hun)(hun)攪拌。

終混時間一(yi)般控(kong)制(zhi)在 30 min 左右,結(jie)束后靜置10 min 開始澆(jiao)注,澆(jiao)注過(guo)程為手動操作,人工控(kong)制(zhi)流量和(he)流速(su)(速(su)度一(yi)般控(kong)制(zhi)在1.5~2 kg/min,具(ju)體(ti)根(gen)據模具(ju)的(de)大小及結(jie)構來(lai)調(diao)節)。

澆注(zhu)時間和終混(hun)、靜置時間必(bi)須控制(zhi)在 2 h 內完成,超過(guo)時間,混(hun)合(he)料(liao)的(de)粘度會快速增(zeng)大(da),直接(jie)影響 繞組澆注(zhu)的(de)質量(liang)及(ji)設(she)備的(de)安全, 澆注(zhu)過(guo)程中要(yao)密(mi)切跟蹤(zong)出料(liao)口混(hun)合(he)料(liao)的(de)粘度、氣泡(pao)和設(she)備各儀表(biao)顯示(shi)的(de)溫度。

整個過程盡可能(neng)做(zuo)到低粘度(du),高真空,慢澆(jiao)注,而(er)慢澆(jiao)注又易導致混合料(liao)的粘度(du)增大(da),這就需要操作人員 進行(xing)長(chang)期的實際(ji)觀察(cha)及(ji)經驗總結(jie)。

澆(jiao)注(zhu)完成(cheng)后(hou),必須迅速將澆(jiao)注(zhu)件推入固(gu)化(hua)爐中進行 固(gu)化(hua),盡量減少在低溫環境中停留的時間(jian),避免由于模(mo) 具溫度(du)下降(jiang),影響材料在模(mo)具內的流(liu)動性。

5 固化(hua)和拆模

澆注(zhu)好的(de)模具必須在固化爐內按照固化溫度(du)-時(shi)間曲線進(jin)行加熱固化。過程中,需保證固化爐內溫度(du)均勻。 固化溫度(du)-時(shi)間曲線如圖 2 所示。

固(gu)化完成后(hou),需將(jiang)線(xian)圈出爐(lu),以最快的速度拆除外膜、分接板(ban)和夾具等(盡(jin)量控(kong)制(zhi)在20 min 內(nei)),重新將(jiang)線(xian)圈吊入爐(lu)內(nei),隨(sui)爐(lu)緩慢降溫。

6 結束語

全真空(kong)(kong)澆注的(de)(de)優點(dian)是配料(liao)的(de)(de)全過程都處于真空(kong)(kong)狀態, 可以有(you)效地(di)把環(huan)氧樹(shu)脂混合料(liao)中的(de)(de)空(kong)(kong)氣抽出來,減少(shao)配料(liao)中的(de)(de)氣泡。

在掌握澆注工(gong)藝(yi)的(de)技術上,對(dui)不(bu)同(tong)的(de)產(chan)品(pin)和原(yuan)材料進(jin)行工(gong)藝(yi)上的(de)改進(jin),以使(shi)得(de)澆注出(chu)來的(de)環氧樹脂產(chan)品(pin),外(wai) 觀(guan)美觀(guan),性能優越,使(shi)干式變(bian)壓器(qi)整體產(chan)品(pin)性能達到客戶的(de)需求(qiu)。

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