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    常見問題

    環氧樹脂干式變壓器真空澆注工藝過程重點解析!

    發布時間:2021-09-23 09:34:44 人氣:

      環氧樹脂是泛指分子中含有2個或2個以上環氧基團的有機高分子化合物。除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的特點有:①形式多樣;②固化方便;③粘附力強;④收縮性低;⑤固化后,具有優良的力學性能;⑥固化后,形成一種具有高介電性能,耐表面漏電,耐電弧的優良絕緣材料;⑦化學穩定性;⑧尺寸穩定性;⑨耐霉菌等。

      環氧樹脂材料現在已作為主要絕緣材料大量應用于變壓器、互感器和絕緣子等電力設備制造領域。環氧樹脂澆注干式變壓器具有難燃、安全、運行可靠、維護方 便和體積小等特點,已在城市的高層建筑和電站等場所得到廣泛的應用。

      近十幾年來,我國干式變壓器的生產有了較大的發 展,產品的性能和外觀都有了較大的改進。環氧樹脂澆注具有一次性成形的特點,即成形冷卻后硬化不可回收 利用,成形后的繞組達不到規定的標準或設計要求,就只能作報廢處理,無法再次利用。國家標準GB1094.11 — 2007 規定,干式變壓器局部放電水平的最大值為 10 PC。為了保證繞組的質量,要求預澆注繞組的結構可靠,澆注材料配比合理,工藝先進。

      

    環氧樹脂干式變壓器真空澆注工藝過程重點解析!(圖1)


      目前,變壓器行業大多采用的是進口或者國產的真 空澆注設備。由于真空澆注設備的結構不同,在具體的澆注操作過程中也有其獨到之處。我公司在20世紀90年代初期從意大利BP2公司購進全套真空澆注設備。以下依據我公司繞組澆注過程為例,淺談干式變壓器臥式繞組的真空澆注工藝過程。如圖1所示。

      

    環氧樹脂干式變壓器真空澆注工藝過程重點解析!(圖2)


      1 配 料

      我公司澆注材料采用進口的雙組分環氧樹脂材料, 配料過程分為環氧樹脂配料和固化劑配料。

      環氧樹脂配料是將環氧樹脂一定量吸入配料罐(低真空、預混料罐)。攪拌加熱到50 ℃時,其流動性達到最佳狀態,按照一定配比加入填料及顏料,保持真空度20~30 mbar,當混和料被攪拌均勻,沒有大量泡沫并且溫度處于50~60 ℃時,可將料送入環氧樹脂罐進行薄膜脫氣。

      固化劑配料與環氧樹脂配料過程基本相同,依據原材料的品牌型號不同,固化劑和填料的比例略有區別, 配料結束后將混合料送入固化劑罐進行薄膜脫氣。

      2 脫 氣

      薄膜脫氣是目前澆注工藝中廣泛采用的一種脫氣方法。脫氣的結果將決定澆注時氣泡的多少,氣泡越少,澆 注質量越高。

      在環氧樹脂罐和固化劑罐中都存在有一個傘狀螺旋提升裝置。在工作時,該螺旋提升裝置將混合料提 升到脫氣傘上,從傘面上向四周流下,此時混合料在 傘面上形成極薄材料層?;旌狭现械臍怏w在傘面上會 以氣泡形式擠到真空罐中,再被真空泵抽出罐外。過 程中,必須保持溫度60~65 ℃范圍內,并進行長時間攪拌脫氣。

      一般情況下,必須至少連續脫氣 12 h(該時長可根據材料的多少和季節的變化進行相應調整),以盡可能多地脫去材料中的水分和氣體。在脫氣的過程中,通過觀察窗要密切關注脫氣罐內扇面上的混合料的粘度及氣泡的情況。

      3 澆注前的準備

      在澆注前,將繞制好的線圈裝入澆注模具后,吊入澆注罐。

      模具的一端適當墊高,在模具較低的一端放澆注管口,澆注管口與模具之間墊一層過濾網,用于澆注料的 雜質過濾。

      澆注管道內不得有清洗劑等液態物質, 在放入繞組前應適當加溫,自然去除清洗劑、烘干管道,檢查好澆注罐內照明, 關好罐門。打開澆注罐加熱系統,溫度設定為 80 ~85 ℃,對澆注罐內的繞組進行加熱,時間 8 ~10 h,澆注前兩小時,打開澆注罐真空泵。

      4 終混和澆注過程

      根據需要澆注的線圈樹脂定額及數量計算出所需混合料的重量,適當放寬余量,按照 1∶1 的質量比分別向終混罐內打入環氧樹脂料和固化劑料(已配好填料的), 打開終混罐真空泵進行終混攪拌。

      終混時間一般控制在 30 min 左右,結束后靜置10 min 開始澆注,澆注過程為手動操作,人工控制流量和流速(速度一般控制在1.5~2 kg/min,具體根據模具的大小及結構來調節)。

      澆注時間和終混、靜置時間必須控制在 2 h 內完成,超過時間,混合料的粘度會快速增大,直接影響 繞組澆注的質量及設備的安全, 澆注過程中要密切跟蹤出料口混合料的粘度、氣泡和設備各儀表顯示的溫度。

      整個過程盡可能做到低粘度,高真空,慢澆注,而慢澆注又易導致混合料的粘度增大,這就需要操作人員 進行長期的實際觀察及經驗總結。

      澆注完成后,必須迅速將澆注件推入固化爐中進行 固化,盡量減少在低溫環境中停留的時間,避免由于模 具溫度下降,影響材料在模具內的流動性。

      5 固化和拆模

      澆注好的模具必須在固化爐內按照固化溫度-時間曲線進行加熱固化。過程中,需保證固化爐內溫度均勻。 固化溫度-時間曲線如圖 2 所示。

      

    環氧樹脂干式變壓器真空澆注工藝過程重點解析!(圖3)


      固化完成后,需將線圈出爐,以最快的速度拆除外膜、分接板和夾具等(盡量控制在20 min 內),重新將線圈吊入爐內,隨爐緩慢降溫。

      6 結束語

      全真空澆注的優點是配料的全過程都處于真空狀態, 可以有效地把環氧樹脂混合料中的空氣抽出來,減少配料中的氣泡。

      在掌握澆注工藝的技術上,對不同的產品和原材料進行工藝上的改進,以使得澆注出來的環氧樹脂產品,外 觀美觀,性能優越,使干式變壓器整體產品性能達到客戶的需求。


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