Applicazione di isolanti in resina epossidica nelle apparecchiature elettriche
Negli ultimi anni, gli isolatori con resina epossidica come dielettrico sono stati ampiamente utilizzati nell'industria energetica, come boccole, isolatori di supporto, scatole di contatti, cilindri isolanti e poli realizzati in resina epossidica su quadri ad alta tensione CA trifase. Colonne, ecc., parliamo di alcune delle mie opinioni personali basate sui problemi di isolamento che si verificano durante l'applicazione di queste parti isolanti in resina epossidica.
1. Produzione di isolanti in resina epossidica
I materiali in resina epossidica presentano una serie di vantaggi eccezionali nei materiali isolanti organici, come elevata coesione, forte adesione, buona flessibilità, eccellenti proprietà di polimerizzazione termica e resistenza stabile alla corrosione chimica. Processo di produzione del gel a pressione di ossigeno (processo APG), fusione sotto vuoto in vari materiali solidi. Le parti isolanti in resina epossidica realizzate presentano i vantaggi di elevata resistenza meccanica, forte resistenza all'arco, elevata compattezza, superficie liscia, buona resistenza al freddo, buona resistenza al calore, buone prestazioni di isolamento elettrico, ecc. È ampiamente utilizzato nell'industria e svolge principalmente il ruolo ruolo di supporto e isolamento. Le proprietà fisiche, meccaniche, elettriche e termiche dell'isolamento in resina epossidica da 3,6 a 40,5 kV sono mostrate nella tabella seguente.
Le resine epossidiche vengono utilizzate insieme agli additivi per ottenere valore applicativo. Gli additivi possono essere selezionati in base a diversi scopi. Gli additivi comunemente usati includono le seguenti categorie: ① agente indurente. ② modificatore. ③ Riempimento. ④ più sottile. ⑤Altri. Tra questi, l'agente indurente è un additivo indispensabile, sia che venga utilizzato come adesivo, rivestimento o colabile, deve essere aggiunto, altrimenti la resina epossidica non può essere indurita. A causa dei diversi usi, proprietà e requisiti, esistono anche requisiti diversi per le resine epossidiche e gli additivi come agenti indurenti, modificatori, riempitivi e diluenti.
Nel processo di produzione di parti isolanti, la qualità delle materie prime come la resina epossidica, lo stampo, la temperatura di riscaldamento, la pressione di colata e il tempo di indurimento hanno un grande impatto sulla qualità del prodotto finito dell'isolante parti. Pertanto, il produttore ha un processo standardizzato. Processo per garantire il controllo di qualità delle parti isolanti.
2. Meccanismo di guasto e schema di ottimizzazione dell'isolamento in resina epossidica
L'isolamento in resina epossidica è un mezzo solido e l'intensità del campo di rottura del solido è superiore a quella del mezzo liquido e gassoso. ripartizione media solida
La caratteristica è che l'intensità del campo di rottura ha un ottimo rapporto con il tempo di azione della tensione. In generale, la rottura del tempo di azione t Il cosiddetto polo a tenuta stagna si riferisce ad un componente indipendente composto da un'ampolla in vuoto e/o da una connessione conduttiva e dai suoi terminali imballati con un materiale isolante solido. Poiché i materiali isolanti solidi sono principalmente resina epossidica, gomma siliconica e adesivo, ecc., la superficie esterna dell'ampolla sottovuoto viene incapsulata a sua volta dal basso verso l'alto secondo il processo di sigillatura solida. Alla periferia del circuito principale si forma un polo. Nel processo di produzione, il polo deve garantire che le prestazioni dell'ampolla sottovuoto non vengano ridotte o perse e la sua superficie deve essere piana e liscia e non devono essere presenti allentamenti, impurità, bolle o pori che riducano le proprietà elettriche e meccaniche e non dovrebbero esserci difetti come crepe. . Nonostante ciò, il tasso di scarto dei prodotti polari a tenuta stagna da 40,5 kV è ancora relativamente elevato e la perdita causata dal danneggiamento dell'ampolla sottovuoto rappresenta un grattacapo per molte unità di produzione. Il motivo è che il tasso di rigetto è dovuto principalmente al fatto che il palo non può soddisfare i requisiti di isolamento. Ad esempio, nel test di isolamento della tensione di resistenza alla frequenza industriale di 95 kV 1 min, durante il test si verifica un rumore di scarica o un fenomeno di rottura all'interno dell'isolamento.
Dal principio dell'isolamento ad alta tensione sappiamo che il processo di scarica elettrica di un mezzo solido è simile a quello di un gas. La valanga di elettroni si forma mediante ionizzazione per impatto. Quando la valanga di elettroni è sufficientemente forte, la struttura del reticolo dielettrico viene distrutta e si verifica la rottura. Per diversi materiali isolanti utilizzati nel polo a tenuta stagna, la tensione più alta che lo spessore dell'unità può sopportare prima della rottura, ovvero l'intensità del campo di rottura intrinseca, è relativamente alta, in particolare l'Eb della resina epossidica ≈ 20 kV/mm. Tuttavia, l’uniformità del campo elettrico ha una grande influenza sulle proprietà isolanti del mezzo solido. Se all'interno è presente un campo elettrico eccessivamente forte, anche se il materiale isolante ha spessore e margine di isolamento sufficienti, all'uscita dalla fabbrica vengono superati sia il test di tensione di tenuta che il test di scarica parziale. Dopo un periodo di funzionamento, potrebbero verificarsi frequentemente guasti dovuti alla rottura dell'isolamento. L'effetto del campo elettrico locale è troppo forte, proprio come lo strappo della carta, lo stress eccessivamente concentrato verrà applicato a turno su ciascun punto di azione e il risultato è che la forza molto inferiore alla resistenza alla trazione della carta può strappare l'intero carta. Quando un campo elettrico localmente troppo forte agisce sul materiale isolante nell'isolamento organico, produrrà un effetto “buco del cono”, in modo che il materiale isolante venga gradualmente scomposto. Tuttavia, nella fase iniziale, non solo i test convenzionali di resistenza alla tensione di tensione a frequenza industriale e i test di scarica parziale non sono stati in grado di rilevare questo pericolo nascosto, ma non esiste nemmeno un metodo di rilevamento per rilevarlo e può essere garantito solo dal processo di produzione. Pertanto, i bordi delle linee in uscita superiore e inferiore del polo a tenuta solida devono passare in un arco circolare e il raggio deve essere il più ampio possibile per ottimizzare la distribuzione del campo elettrico. Durante il processo di produzione del palo, per materiali solidi come resina epossidica e gomma siliconica, a causa dell'effetto cumulativo della differenza di area o volume sulla rottura, l'intensità del campo di rottura può essere diversa e il campo di rottura di un grande l'area o il volume potrebbero essere diversi. Pertanto, il mezzo solido come la resina epossidica deve essere miscelato uniformemente mediante apparecchiature di miscelazione prima dell'incapsulamento e dell'indurimento, in modo da controllare la dispersione dell'intensità del campo.
Allo stesso tempo, poiché il mezzo solido è un isolante non autoripristinante, il polo è soggetto a molteplici tensioni di prova. Se il mezzo solido è parzialmente danneggiato sotto ciascuna tensione di prova, sotto l'effetto cumulativo e sotto tensioni di prova multiple, questo danno parziale si espanderà e alla fine porterà alla rottura dei poli. Pertanto, il margine di isolamento del polo deve essere progettato in modo che sia maggiore per evitare danni al polo a causa della tensione di prova specificata.
Inoltre, i traferri formati dalla scarsa adesione di vari mezzi solidi nella colonna polare o dalle bolle d'aria nel mezzo solido stesso, sotto l'azione della tensione, il traferro o il traferro sono superiori a quelli del solido mezzo a causa della maggiore intensità di campo nel traferro o nella bolla. Oppure la forza del campo di decomposizione delle bolle è molto inferiore a quella dei solidi. Si avranno quindi scariche parziali nelle bolle nel mezzo solido del polo oppure scariche per rottura negli interstizi d'aria. Per risolvere questo problema di isolamento, è ovvio prevenire la formazione di spazi d'aria o bolle: ① La superficie di unione può essere trattata come una superficie opaca uniforme (superficie dell'ampolla sottovuoto) o una superficie a fossa (superficie di gomma siliconica), e utilizzare un adesivo ragionevole per unire efficacemente la superficie di incollaggio. ②È possibile utilizzare materie prime e attrezzature di colata eccellenti per garantire l'isolamento del mezzo solido.
3 Prova di isolamento in resina epossidica
In generale, gli elementi di prova di tipo obbligatori da eseguire per le parti isolanti realizzate in resina epossidica sono:
1) Aspetto o ispezione a raggi X, ispezione delle dimensioni.
2) Test ambientali, come test del ciclo di freddo e caldo, test di vibrazione meccanica e test di resistenza meccanica, ecc.
3) Test di isolamento, come test di scarica parziale, test di tensione di resistenza alla frequenza industriale, ecc.
4. Conclusione
In sintesi, oggi, quando l'isolamento in resina epossidica è ampiamente utilizzato, dovremmo applicare accuratamente le proprietà di isolamento della resina epossidica dagli aspetti del processo di produzione delle parti isolanti in resina epossidica e dalla progettazione di ottimizzazione del campo elettrico nelle apparecchiature elettriche per realizzare parti isolanti in resina epossidica. L'applicazione nelle apparecchiature elettriche è più perfetta.
Orario di pubblicazione: 25 gennaio 2022