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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(huan)(huan)氧樹脂(zhi)是泛(fan)指分(fen)子中含有(you)2個或(huo)2個以上環(huan)(huan)氧基團的有(you)機高分(fen)子化(hua)合物。除個別外,它們的相對分(fen)子質量(liang)都不高。環(huan)(huan)氧樹脂(zhi)的特點有(you):①形式多樣;②固(gu)(gu)化(hua)方(fang)便;③粘附力(li)強;④收縮性(xing)低;⑤固(gu)(gu)化(hua)后(hou),具有(you)優良的力(li)學性(xing)能;⑥固(gu)(gu)化(hua)后(hou),形成(cheng)一種具有(you)高介電(dian)(dian)性(xing)能,耐(nai)(nai)表面(mian)漏電(dian)(dian),耐(nai)(nai)電(dian)(dian)弧的優良絕緣材料;⑦化(hua)學穩定(ding)性(xing);⑧尺寸穩定(ding)性(xing);⑨耐(nai)(nai)霉菌等。

環(huan)氧樹(shu)脂材(cai)料(liao)(liao)現在已作為主要絕緣材(cai)料(liao)(liao)大量應用于變(bian)壓器、互感器和(he)絕緣子等電力設備(bei)制造領域(yu)。環(huan)氧樹(shu)脂澆注干式變(bian)壓器具有難燃、安(an)全、運行可靠、維(wei)護方 便和(he)體(ti)積小(xiao)等特點(dian),已在城市(shi)的(de)高層建筑和(he)電站(zhan)等場所得到(dao)廣泛的(de)應用。

近十(shi)幾年(nian)來,我國干式(shi)變壓(ya)器的(de)生(sheng)產有(you)了較大的(de)發 展,產品的(de)性能和外觀都有(you)了較大的(de)改進。環(huan)氧樹脂(zhi)澆注具有(you)一次性成形的(de)特點(dian),即成形冷卻后硬(ying)化不(bu)可回收 利用,成形后的(de)繞(rao)組(zu)達不(bu)到規定的(de)標準或(huo)設計要求,就只能作報廢(fei)處理(li),無法再次利用。國家標準GB1094.11 — 2007 規定,干式(shi)變壓(ya)器局部放電水平的(de)最大值為 10 PC。為了保證繞(rao)組(zu)的(de)質量,要求預澆注繞(rao)組(zu)的(de)結構可靠,澆注材料配比合理(li),工藝先進。

目前,變壓器行業大多采用的(de)(de)是進(jin)口或者國產(chan)的(de)(de)真 空(kong)澆(jiao)注設(she)備。由于(yu)真空(kong)澆(jiao)注設(she)備的(de)(de)結構不同(tong),在(zai)具體(ti)的(de)(de)澆(jiao)注操作(zuo)過程中也有(you)其(qi)獨到之處。我公(gong)司(si)在(zai)20世紀90年(nian)代初期從意(yi)大利(li)BP2公(gong)司(si)購(gou)進(jin)全套真空(kong)澆(jiao)注設(she)備。以下依據我公(gong)司(si)繞(rao)組(zu)澆(jiao)注過程為例,淺(qian)談干式(shi)變壓器臥式(shi)繞(rao)組(zu)的(de)(de)真空(kong)澆(jiao)注工藝過程。如(ru)圖1所(suo)示。

1 配 料

我(wo)公司澆注材(cai)料采用進(jin)口的雙(shuang)組分(fen)(fen)環氧(yang)樹脂(zhi)材(cai)料, 配料過(guo)程分(fen)(fen)為環氧(yang)樹脂(zhi)配料和固化劑(ji)配料。

環(huan)氧樹(shu)脂配料(liao)是將環(huan)氧樹(shu)脂一(yi)定(ding)量吸入(ru)配料(liao)罐(guan)(低真空、預混料(liao)罐(guan))。攪拌(ban)加熱到50 ℃時,其流動性達到最(zui)佳(jia)狀態,按照一(yi)定(ding)配比加入(ru)填料(liao)及顏(yan)料(liao),保持真空度20~30 mbar,當混和料(liao)被攪拌(ban)均勻,沒(mei)有大量泡沫并且溫度處于50~60 ℃時,可將料(liao)送入(ru)環(huan)氧樹(shu)脂罐(guan)進行薄膜脫氣。

固(gu)化劑(ji)配料(liao)(liao)與環氧樹脂配料(liao)(liao)過(guo)程基本相同,依據原材(cai)料(liao)(liao)的品牌(pai)型號(hao)不(bu)同,固(gu)化劑(ji)和填料(liao)(liao)的比例(li)略(lve)有區(qu)別(bie), 配料(liao)(liao)結束(shu)后將(jiang)混合料(liao)(liao)送入(ru)固(gu)化劑(ji)罐進(jin)行薄(bo)膜(mo)脫氣。

2 脫(tuo) 氣

薄(bo)膜脫(tuo)(tuo)氣是(shi)目前(qian)澆注(zhu)工藝(yi)中廣泛采用(yong)的(de)(de)一種(zhong)脫(tuo)(tuo)氣方法(fa)。脫(tuo)(tuo)氣的(de)(de)結果將決定澆注(zhu)時氣泡(pao)的(de)(de)多少(shao),氣泡(pao)越少(shao),澆 注(zhu)質量越高。

在(zai)(zai)(zai)環氧樹脂罐和固化劑罐中(zhong)(zhong)都存在(zai)(zai)(zai)有(you)一個傘(san)(san)狀(zhuang)螺旋提升裝置(zhi)。在(zai)(zai)(zai)工作時,該(gai)螺旋提升裝置(zhi)將混合(he)料(liao)提 升到(dao)脫(tuo)氣(qi)傘(san)(san)上,從傘(san)(san)面上向四周流下(xia),此時混合(he)料(liao)在(zai)(zai)(zai) 傘(san)(san)面上形成極薄材料(liao)層(ceng)。混合(he)料(liao)中(zhong)(zhong)的氣(qi)體在(zai)(zai)(zai)傘(san)(san)面上會 以氣(qi)泡形式擠到(dao)真空(kong)罐中(zhong)(zhong),再被真空(kong)泵抽出罐外。過 程中(zhong)(zhong),必(bi)須保(bao)持溫度(du)60~65 ℃范圍內,并進(jin)行長時間攪(jiao)拌脫(tuo)氣(qi)。

一(yi)般情況下,必須至少連(lian)續脫(tuo)氣(qi) 12 h(該時長可根據材(cai)料的(de)(de)(de)多(duo)少和(he)季節的(de)(de)(de)變化進行相應調整),以盡(jin)可能多(duo)地脫(tuo)去材(cai)料中的(de)(de)(de)水分(fen)和(he)氣(qi)體。在脫(tuo)氣(qi)的(de)(de)(de)過(guo)程中,通過(guo)觀察窗要密(mi)切關(guan)注脫(tuo)氣(qi)罐內扇面上的(de)(de)(de)混合料的(de)(de)(de)粘度及氣(qi)泡的(de)(de)(de)情況。

3 澆注前的準備

在澆注(zhu)(zhu)前,將繞(rao)制好的線圈(quan)裝入(ru)澆注(zhu)(zhu)模具(ju)后,吊入(ru)澆注(zhu)(zhu)罐。

模具的一(yi)端適當墊(dian)高,在模具較(jiao)低的一(yi)端放澆注(zhu)管口,澆注(zhu)管口與模具之間(jian)墊(dian)一(yi)層過(guo)濾網,用于澆注(zhu)料的 雜(za)質過(guo)濾。

澆(jiao)注(zhu)管道內不得有(you)清(qing)洗劑等液態物質(zhi), 在放入繞組(zu)前應適當(dang)加(jia)溫(wen),自然去除清(qing)洗劑、烘干(gan)管道,檢查好澆(jiao)注(zhu)罐(guan)(guan)內照(zhao)明, 關好罐(guan)(guan)門。打(da)開(kai)澆(jiao)注(zhu)罐(guan)(guan)加(jia)熱系統,溫(wen)度設定為 80 ~85 ℃,對澆(jiao)注(zhu)罐(guan)(guan)內的繞組(zu)進行加(jia)熱,時間 8 ~10 h,澆(jiao)注(zhu)前兩小時,打(da)開(kai)澆(jiao)注(zhu)罐(guan)(guan)真空泵(beng)。

4 終混和澆注過程(cheng)

根據(ju)需要澆注的(de)線圈樹脂(zhi)定額及(ji)數(shu)量計算(suan)出所需混合(he)料(liao)(liao)的(de)重量,適當放寬余(yu)量,按照 1∶1 的(de)質量比分別向終混罐(guan)內(nei)打入環氧樹脂(zhi)料(liao)(liao)和固化劑(ji)料(liao)(liao)(已配(pei)好填(tian)料(liao)(liao)的(de)), 打開終混罐(guan)真空泵進行(xing)終混攪(jiao)拌。

終混時間一(yi)般(ban)控制(zhi)在(zai) 30 min 左(zuo)右(you),結(jie)束后(hou)靜(jing)置10 min 開(kai)始(shi)澆注(zhu),澆注(zhu)過(guo)程為手動操(cao)作,人工控制(zhi)流量和(he)流速(su)(速(su)度一(yi)般(ban)控制(zhi)在(zai)1.5~2 kg/min,具(ju)體根據模具(ju)的大小及結(jie)構來(lai)調(diao)節)。

澆注時(shi)間和終混、靜置時(shi)間必(bi)須控制在 2 h 內(nei)完成,超過(guo)時(shi)間,混合料(liao)(liao)的(de)(de)粘度會(hui)快速增大,直接(jie)影響 繞組澆注的(de)(de)質(zhi)量及(ji)設(she)備(bei)的(de)(de)安全, 澆注過(guo)程(cheng)中要(yao)密切跟蹤出料(liao)(liao)口混合料(liao)(liao)的(de)(de)粘度、氣泡和設(she)備(bei)各(ge)儀表顯(xian)示的(de)(de)溫度。

整(zheng)個過程盡可能做(zuo)到(dao)低粘(zhan)(zhan)度,高真空,慢澆注(zhu),而(er)慢澆注(zhu)又易導致(zhi)混(hun)合料的(de)粘(zhan)(zhan)度增大,這就需要操(cao)作人(ren)員(yuan) 進行長期(qi)的(de)實(shi)際觀察及經驗總結。

澆注完(wan)成后,必(bi)須迅速將澆注件(jian)推入固化爐中進行(xing) 固化,盡量減少在低溫環境中停留的時間,避(bi)免(mian)由于模(mo) 具溫度下降,影(ying)響材料(liao)在模(mo)具內的流動性。

5 固化(hua)和拆模

澆注(zhu)好的模具必須(xu)在固化爐內按照固化溫度-時(shi)間曲線(xian)進(jin)行加熱固化。過程中,需保證固化爐內溫度均勻。 固化溫度-時(shi)間曲線(xian)如圖 2 所示。

固化完成后(hou),需將線(xian)圈(quan)出(chu)爐(lu),以最快(kuai)的速度拆除外膜、分接板和夾具等(盡量控制在20 min 內),重新(xin)將線(xian)圈(quan)吊入爐(lu)內,隨爐(lu)緩慢降(jiang)溫。

6 結束語

全真(zhen)空(kong)澆注的優(you)點是配料(liao)的全過程都(dou)處(chu)于真(zhen)空(kong)狀(zhuang)態, 可以有效(xiao)地把環(huan)氧樹脂混合(he)料(liao)中的空(kong)氣抽(chou)出(chu)來,減(jian)少配料(liao)中的氣泡。

在掌握澆注工(gong)(gong)藝(yi)的(de)技(ji)術上(shang),對不同的(de)產(chan)品(pin)和原(yuan)材(cai)料進行工(gong)(gong)藝(yi)上(shang)的(de)改進,以(yi)使得澆注出來(lai)的(de)環(huan)氧樹(shu)脂產(chan)品(pin),外 觀(guan)美觀(guan),性能優越,使干式變壓(ya)器整體產(chan)品(pin)性能達(da)到客戶的(de)需求。

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