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创联汇通环氧树脂浇注干式变压器的绕组浇注工

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文章来源:北京创联汇通电气       发布时间: 2019-07-30 17:36
导读:1、概述 环氧树脂浇注 干式变压器 由于具有难燃、安全、运转可靠、保护便利、体积小等特色,已在城市的高层建筑和电站等场所得到广泛的使用。近几年来,我国干式变压器的生产有

1、概述

环氧树脂浇注干式变压器由于具有难燃、安全、运转可靠、保护便利、体积小等特色,已在城市的高层建筑和电站等场所得到广泛的使用。近几年来,我干式变压器的生产有了较大的开展,生产厂家由20世纪90年代初的七、八家敏捷增加到了近百家,生产能力也从 3000~4000MVA进步到了20000MVA以上。产品的功能和外观都有了较大的改进。

环氧树脂浇注干式变压器的绕组绝大多数是采用环氧树脂浇注成型(许多厂家的低压绕组选用铜箔绕制)的,成型后绕组的内在功能也随之确认,一旦成型后的绕组功能达不到规则的标准,就只好作废。所以,为了保证绕组的浇注质量,要求预浇注绕组的结构有必要可靠。一起,要求绕组浇注资料配方要合理,且浇注工艺要先进。本文提出了无填料绕组浇注资料的挑选和配方规划、工艺参数的挑选,以及浇注进程中应留意的一些事项。

      2、环氧树脂浇注工艺特色

环氧树脂浇注工艺归于模注成型技术,是干式变压器中浇注绕组较为老练的一种工艺,世界许多家都已广泛使用。其先要特色是:

(1)绕组被固定在金属模内,注入的环氧树脂混合料浸透至绕组各层间,将其固化成型,使之与导线、绝缘资料牢固地结合成一体,固化成型后的绕组具有极高的机械强度。

(2)由于绕组和树脂混合料均在高真空状态下脱气,所以固化成型后,绕组的局部放电量(实测成果一般在 10pC以下)很低。

(3)在凝胶进程中,保持必定的压力,使补偿罐内的树脂流入模腔内,以补偿因树脂固化缩短引起的缺料,防止出现浇注缺点。

(4)在固化进程中,选用阶梯固化工艺,使绕组的内应力降到较低,防止绕组开裂。

3、环氧树脂浇注资料的挑选和配方规划

3.1 环氧树脂混合料的挑选

环氧树脂混合料的挑选应从对产品的功能要求和浇注工艺性两方面加以考虑。

对于干式变压器来讲,由于绕组体积大,对电气功能、机械强度要求高,所以,所选用的浇注资料有必要满意变压器的各方面功能要求,且绝缘等级一般要求到达 3 级以上。

就工艺性而言,先要是要求在必定的工艺条件下,混合料具有较高的流动性、易浸性以及混合料的适用性,即在必定条件下可以操控混合料的浇注时刻。

现在,干式变压器绕组浇注用的混合料(无填料型)的组分为:环氧树脂、固化剂、增塑剂、促进剂和色浆等资料。

3.1.1 环氧树脂

浇注工艺中,可使用的环氧树脂品种较多,但由于干式变压器受技术条件和工艺条件的约束,因而对环氧树脂的资料功能要求十分严厉。如要求有机氯和无机氯含量有必要低,由于在环氧树脂中若有机氯含量较高,则会导致环氧树脂固化物的电气功能在高温时下降;而在环氧树脂中若存在无机氯,则会使环氧树脂固化物的电气功能在常温下变差或使固化物开裂。一起,由于环氧树脂中存在氯离子等杂质,促使环氧树脂混合料在浇注进程中凝胶时刻缩短,使浇注工艺无法顺利进行,导致混合料过早凝胶而作废。

现在,用于浇注变压器绕组的环氧树脂基本上都是中粘度液态双酚 ! 环氧树脂。该树脂无论是进口的,还是内生产的,其功能基本相同,均为高纯度环氧树脂。

3.1.2 固化剂

在环氧树脂混合猜中,由于环氧树脂有必要与固化剂交联固化构成不熔、不溶的体型网状结构才干显示出环氧树脂的优秀的电气功能和机械功能。所以,在环氧树脂浇注进程中,固化剂是必不可少的重要组分。

固化剂的品种及档次直接关系到浇注固化系统的先要功能。由于固化剂中的杂质、蒸发分及先要成分含量高低纷歧,不只会使浇注进程发生异常情况,一起也会下降固化体的电气功能和机械功能。所以,固化剂的挑选有必要慎重,一个品种确认之后,不宜轻易改动。

为了满意变压器的功能要求,变压器浇注绕组所选用的固化剂基本上都是在高温下固化的。这是由于前期所选用的固化剂多为固态酸酐,如聚壬二酸酐,邻苯二甲酸酐等。它们均有杰出的电气功能和机械功能,且价格也较低。但由于浇注工艺性差,如进步问题、混合料温度操控问题、过滤器的阻塞问题都难以解决,因而已被全液态高温固化剂所取代。

现在,变压器绕组浇注用的固化剂基本上都是异构化甲基四氢(或六氢)苯酐。这种固化剂粘度低,蒸发分低,浇注工艺性优秀,固化后的固化体电气化功能和机械功能杰出。

3.1.3  增塑剂

在环氧树脂混合料的配方中或多或少都要参加必定量的增塑剂,以改进环氧树脂固化体的脆性,防止固化体出现开裂,满意产品的功能要求。但是增加的份量不宜过多,由于在混合猜中,跟着增塑剂的增多,环氧树脂固化体的热变形温度逐步下降,电气功能也随之下降。所以,在环氧树脂混合猜中,增塑剂的份量应加以操控。

适用于干式变压器绕组浇注用的增塑剂有必要是在高温条件下功能安稳的资料,并且本身的粘度要小,有利于滋润、扩散和吸附。现在,变压器绕组浇注用的增塑剂先要有两大类:一类为侧链型环氧树脂;另一类为多元醇化合物。

3.1.4 促进剂

在环氧树脂混合猜中,促进剂的先要作用是加速交联固化反响,调节凝胶时刻,使之满意浇注工艺的要求。一起,它还具有下降混合料固化温度的作用,从而起到下降固化物的缩短量,防止浇注固化体发生龟裂。

在高温固化的混合料配方中,促进剂的用量一般不应超越0.5%,特别是象浇注变压器绕组这样大型浇注件,更需严厉操控。由于这种浇注件所使用的混合料一次投料较多,一旦促进剂过量,将使混合料很快凝胶固化而作废。别的,即便浇注能顺利进行,也将使环氧树脂固化体在固化进程中,过早地凝胶导致反响时大分子不能持续延伸而断裂,构成固化体的开裂。

3.1.5 色浆

在环氧树脂混合料参加少量色浆,其意图是使浇注体上色以取得所需要的颜色。

环氧树脂混合料的色浆有必要具备下列条件:着色力强,即增加少量色浆就能到达染色的效果;在环氧树脂中具有杰出的分散性;优秀的耐热性,对于F级干式变压器来讲,应在155摄氏度下不分化、不褪色;具有杰出的电气功能,即参加色浆后不影响环氧树脂固化体的电气功能和其他综合功能。

3.2 环氧树脂浇注资料的配方规划

环氧树脂浇注料的配方规划是整个浇注工艺的关键。对配方规划着重考虑被浇注产品的功能要求和浇注进程中的工艺要求。

3.2.1 浇注品的功能要求

对于干式变压器来讲,要求浇注绕组有优秀的电气功能,到达相应的绝缘等级(内一般要求到达F级),有优秀的机械功能。一起要求浇注绕组有相当好的耐性和刚性,以保证变压器长时刻运转中浇注绕组不开裂、不脱层。浇注品要满意上述功能,一般都要挑选高温固化的环氧树脂混合料。

3.2.2 浇注工艺方面的要求

对环氧树脂混合料的配方规划还有必要满意工艺方面的要求,先要考虑混合料的粘度和凝胶时刻。对同样都符合产品功能要求的环氧树脂混合料,应挑选粘度较低的配方。由于粘度低的混合料便于真空脱气,并且流动性好,对浇注件的浸透性也好。

凝胶时刻是环氧树脂浇注工艺中极其重要的工艺参数。凝胶时刻太短,有可能构成混合料未浇注,即凝胶固化而无法进行浇注,从而构成严重的后果。但凝胶时刻也不宜过长,不然会给批量生产带来诸多不便。所以混合料的凝胶时刻有必要操控在适当的范围之内。从实际操作情况来看,干式变压器绕组浇注工艺一般要求凝胶时刻在3~5h之间较适宜。

4 绕组浇注进程中应留意的几个问题

4.1 浇注料的制造

应根据工艺配方制造浇注料,在制造时应精确操控各组分的参加量,尤其是促进剂,尽管其参加量所占份额很小,但对固化反响影响极大。促进剂的参加量与绕组的结构、体积有关。一般说来,体积小的绕组,促进剂的参加量可以多一些,反之应少一些。参加的份额应通过试验加以确认。

4.2 浇注温度的操控

应根据浇注资料的功能确认真空浇注温度,该

温度既要保证浇注资料有较低的粘度,使其流动性好,便于真空脱气和在较短时刻内浸透被浇注件,又有必要保证浇注资料的使用周期。如某环氧树脂混合料参加促进剂后在80摄氏度时即可固化,在选用这种组分的环氧树脂混合料时,其浇注温度就不能超越80摄氏度。在实际使用中,一般将浇注温度操控在60-70摄氏度之间较适宜。

4.3 真空度的操控

浇注进程中,真空度对消除混合猜中的气体和浇注品的质量有直接影响。若真空度低,则应延伸脱气时刻,但并不是真空度越高越好,由于它受浇注资料的饱满蒸汽压所约束。假如真空度超越资料的饱满蒸汽压,就会导致资料的蒸发,引起混合料配比的变化,浇注品的质量就无法保证,甚至作废。所以,只有真空度比混合猜中较高组分的饱满蒸汽压低,才干保证混合料的配比是安稳的。

4.4 固化时刻和固化温度的操控

绕组浇注结束,有必要进行固化处理。对于固化的工艺参数和进程,各厂都有自己的特色。但根据环氧树脂的固化反响特色和对绕组电气功能的要求,一般都采取两步法固化工艺,即较低温度下的前固化和较高温度下的后固化。选用METHA作固化剂的前固化时刻一般为3-5h,温度操控在 90-110摄氏度之间。这时候的固化进程是混合料的液体状态向固体状态转化进程。前固化后的环氧树脂呈弹性体,便于脱模。脱模后,浇注绕组有必要进行后固化处理。其意图是使环氧树脂进一步发生交联固化,使环氧树脂较终构成不熔、不溶的固体。为了取得较佳的电气功能和机械功能,这个阶段的固化应选用阶梯固化工艺,阶梯的级数和温度梯度可根据工件的巨细来确认。升温速率一般操控在每小时25摄氏度以下,这样可以防止因升温速度过快,固化反响剧烈而构成应力会集。

5 结束语

多年来,内已在环氧树脂浇注工艺方面做了大量研究工作,并积累了丰富的制造经验,该技术已得到了广泛的使用。跟着干式变压器结构的改进和对功能要求的进步,对环氧树脂及其辅料的技术指标要求也随之进步,对浇注工艺也提出了更高要求。

为了满意干式变压器的电气和机械功能要求,除了合理规划环氧树脂混合料的配方外,还有必要有可行的浇注工艺及合理的工艺参数。这样才干保证浇注品的优秀功能,而这一范畴的许多工作还有待于咱们进一步的探究和研究,以不断进步浇注工艺水平和产品质量。

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