環氧樹脂干式變壓器真空澆注工藝過程重點解析!
環(huan)(huan)氧樹脂是泛指分(fen)子(zi)中含(han)有(you)2個(ge)或(huo)2個(ge)以(yi)上環(huan)(huan)氧基團的(de)(de)有(you)機高分(fen)子(zi)化(hua)(hua)(hua)合物。除個(ge)別外,它們的(de)(de)相對分(fen)子(zi)質量都(dou)不高。環(huan)(huan)氧樹脂的(de)(de)特點有(you):①形式多樣(yang);②固(gu)化(hua)(hua)(hua)方便;③粘附力強;④收縮性(xing)低;⑤固(gu)化(hua)(hua)(hua)后(hou),具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)(de)力學性(xing)能;⑥固(gu)化(hua)(hua)(hua)后(hou),形成一(yi)種具(ju)有(you)高介電性(xing)能,耐表面漏電,耐電弧的(de)(de)優(you)良(liang)絕緣材料(liao);⑦化(hua)(hua)(hua)學穩定性(xing);⑧尺寸穩定性(xing);⑨耐霉(mei)菌等。
環(huan)氧樹(shu)脂材料(liao)(liao)現在(zai)已作為(wei)主要(yao)絕(jue)緣(yuan)材料(liao)(liao)大(da)量(liang)應用(yong)于變(bian)壓(ya)器、互感器和絕(jue)緣(yuan)子(zi)等電(dian)力設備制造(zao)領域。環(huan)氧樹(shu)脂澆(jiao)注干式變(bian)壓(ya)器具有難燃、安(an)全、運行可靠、維護方 便和體積(ji)小等特點,已在(zai)城市的高層建筑和電(dian)站等場(chang)所得到廣泛的應用(yong)。
近十(shi)幾年來,我國干(gan)式變壓器的(de)生產(chan)有了(le)較大的(de)發(fa) 展,產(chan)品的(de)性能和外觀都有了(le)較大的(de)改進。環氧樹脂澆(jiao)注(zhu)具有一次性成形(xing)的(de)特點,即成形(xing)冷卻(que)后(hou)硬化(hua)不可回(hui)收 利(li)用(yong),成形(xing)后(hou)的(de)繞(rao)組(zu)達不到(dao)規定的(de)標準或設計(ji)要(yao)求(qiu),就只能作報(bao)廢(fei)處(chu)理,無法再次利(li)用(yong)。國家標準GB1094.11 — 2007 規定,干(gan)式變壓器局部放電水平的(de)最大值為 10 PC。為了(le)保(bao)證繞(rao)組(zu)的(de)質(zhi)量,要(yao)求(qiu)預澆(jiao)注(zhu)繞(rao)組(zu)的(de)結構(gou)可靠,澆(jiao)注(zhu)材料配比合理,工(gong)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(zhen) 空(kong)(kong)澆注(zhu)(zhu)設備。由于(yu)真(zhen)空(kong)(kong)澆注(zhu)(zhu)設備的(de)(de)結(jie)構不同,在具體的(de)(de)澆注(zhu)(zhu)操作過(guo)程中也有其獨到之處。我公(gong)(gong)司在20世紀90年代初期(qi)從意大利(li)BP2公(gong)(gong)司購進(jin)全套真(zhen)空(kong)(kong)澆注(zhu)(zhu)設備。以下(xia)依(yi)據我公(gong)(gong)司繞組澆注(zhu)(zhu)過(guo)程為例(li),淺談干式變壓器臥式繞組的(de)(de)真(zhen)空(kong)(kong)澆注(zhu)(zhu)工藝過(guo)程。如圖1所(suo)示。
1 配 料
我公司澆注(zhu)材料采用進口的雙(shuang)組分環氧樹脂(zhi)材料, 配料過程分為環氧樹脂(zhi)配料和固化劑配料。
環氧(yang)(yang)樹脂配(pei)料(liao)(liao)是(shi)將環氧(yang)(yang)樹脂一定量(liang)吸(xi)入(ru)(ru)配(pei)料(liao)(liao)罐(低真(zhen)空、預混料(liao)(liao)罐)。攪拌加熱(re)到(dao)50 ℃時,其流動性(xing)達到(dao)最佳狀態,按照(zhao)一定配(pei)比加入(ru)(ru)填料(liao)(liao)及(ji)顏料(liao)(liao),保(bao)持真(zhen)空度(du)20~30 mbar,當混和料(liao)(liao)被攪拌均勻,沒有大量(liang)泡沫并且(qie)溫度(du)處于50~60 ℃時,可(ke)將料(liao)(liao)送(song)入(ru)(ru)環氧(yang)(yang)樹脂罐進行薄膜(mo)脫氣。
固(gu)化劑配料(liao)與環氧(yang)樹脂配料(liao)過程基本(ben)相同,依據原材料(liao)的(de)品牌型號不(bu)同,固(gu)化劑和填料(liao)的(de)比例略有區別, 配料(liao)結束后將(jiang)混合料(liao)送入固(gu)化劑罐進(jin)行薄膜脫(tuo)氣。
2 脫 氣(qi)
薄膜脫(tuo)氣(qi)是目前澆(jiao)注(zhu)工藝中(zhong)廣泛采用(yong)的(de)一種脫(tuo)氣(qi)方(fang)法。脫(tuo)氣(qi)的(de)結果(guo)將(jiang)決(jue)定(ding)澆(jiao)注(zhu)時氣(qi)泡(pao)的(de)多少,氣(qi)泡(pao)越少,澆(jiao) 注(zhu)質量越高(gao)。
在環(huan)氧樹(shu)脂罐和固化(hua)劑罐中(zhong)都存在有一個(ge)傘(san)狀螺旋提(ti)升裝置。在工作時,該螺旋提(ti)升裝置將(jiang)混合(he)(he)料提(ti) 升到(dao)脫氣(qi)傘(san)上(shang)(shang),從傘(san)面(mian)上(shang)(shang)向四周流(liu)下,此時混合(he)(he)料在 傘(san)面(mian)上(shang)(shang)形成極薄材料層。混合(he)(he)料中(zhong)的氣(qi)體在傘(san)面(mian)上(shang)(shang)會 以(yi)氣(qi)泡形式擠到(dao)真(zhen)空罐中(zhong),再(zai)被真(zhen)空泵(beng)抽出罐外。過 程中(zhong),必須保持溫度60~65 ℃范圍內,并進行(xing)長時間攪拌脫氣(qi)。
一般(ban)情(qing)況下,必須至少連續脫氣(qi) 12 h(該時長可(ke)根據(ju)材料的(de)多少和季(ji)節的(de)變化進行相(xiang)應調整),以盡可(ke)能多地脫去材料中的(de)水分和氣(qi)體。在脫氣(qi)的(de)過程中,通過觀察(cha)窗要密切關注脫氣(qi)罐內(nei)扇面上的(de)混合料的(de)粘度及氣(qi)泡的(de)情(qing)況。
3 澆注前的(de)準備(bei)
在澆(jiao)注前(qian),將繞制(zhi)好的(de)線圈裝(zhuang)入澆(jiao)注模(mo)具后,吊入澆(jiao)注罐。
模具的一端(duan)適當墊高,在模具較(jiao)低(di)的一端(duan)放(fang)澆(jiao)(jiao)注(zhu)管(guan)口(kou),澆(jiao)(jiao)注(zhu)管(guan)口(kou)與模具之間墊一層過(guo)濾(lv)網(wang),用于澆(jiao)(jiao)注(zhu)料的 雜質(zhi)過(guo)濾(lv)。
澆(jiao)注(zhu)管(guan)道內(nei)不得有(you)清(qing)(qing)洗劑(ji)等液態物質, 在(zai)放(fang)入繞組(zu)前(qian)應適(shi)當加溫,自然去(qu)除清(qing)(qing)洗劑(ji)、烘干管(guan)道,檢查好澆(jiao)注(zhu)罐內(nei)照明, 關好罐門。打(da)開澆(jiao)注(zhu)罐加熱系(xi)統,溫度(du)設定(ding)為(wei) 80 ~85 ℃,對(dui)澆(jiao)注(zhu)罐內(nei)的繞組(zu)進行加熱,時間 8 ~10 h,澆(jiao)注(zhu)前(qian)兩小(xiao)時,打(da)開澆(jiao)注(zhu)罐真空泵。
4 終混和澆注過程
根據需要(yao)澆(jiao)注的線(xian)圈樹脂定額及數量計算出所需混(hun)合料(liao)(liao)的重量,適當放寬余量,按照 1∶1 的質量比分(fen)別向終混(hun)罐內打入(ru)環氧樹脂料(liao)(liao)和固化劑(ji)料(liao)(liao)(已配好填料(liao)(liao)的), 打開終混(hun)罐真空泵進行終混(hun)攪(jiao)拌。
終混時間一(yi)般控制(zhi)在 30 min 左右,結束后靜置10 min 開始澆(jiao)(jiao)注,澆(jiao)(jiao)注過程為手動操作,人(ren)工(gong)控制(zhi)流(liu)量和流(liu)速(速度一(yi)般控制(zhi)在1.5~2 kg/min,具(ju)體(ti)根據(ju)模具(ju)的大小及結構來調節)。
澆(jiao)注(zhu)(zhu)時間(jian)和終(zhong)混、靜置時間(jian)必須控制(zhi)在 2 h 內(nei)完成(cheng),超過時間(jian),混合料(liao)的(de)粘度會快速增(zeng)大,直接影(ying)響 繞組澆(jiao)注(zhu)(zhu)的(de)質量及設備的(de)安(an)全, 澆(jiao)注(zhu)(zhu)過程中要密切跟蹤出料(liao)口混合料(liao)的(de)粘度、氣泡和設備各儀(yi)表顯(xian)示的(de)溫(wen)度。
整個過程(cheng)盡(jin)可能做到低粘(zhan)度,高真空,慢(man)(man)澆注,而(er)慢(man)(man)澆注又(you)易導致(zhi)混(hun)合料(liao)的粘(zhan)度增大(da),這就需要操作人員(yuan) 進行長期的實(shi)際觀察及(ji)經驗(yan)總結。
澆注完成(cheng)后,必須迅速將澆注件推入(ru)固化爐中(zhong)(zhong)進行 固化,盡量減(jian)少在低(di)溫環境中(zhong)(zhong)停留的時(shi)間,避(bi)免由于模 具(ju)溫度下降,影響材料在模具(ju)內(nei)的流動性。
5 固化和(he)拆(chai)模
澆注好的模具必須(xu)在固化(hua)爐內(nei)按(an)照固化(hua)溫(wen)度(du)(du)-時(shi)間曲(qu)線進行加熱固化(hua)。過程(cheng)中,需保證固化(hua)爐內(nei)溫(wen)度(du)(du)均勻。 固化(hua)溫(wen)度(du)(du)-時(shi)間曲(qu)線如圖 2 所示。
固化完成(cheng)后,需(xu)將線圈出爐,以最快的速度拆(chai)除外膜、分接板(ban)和夾(jia)具等(盡量控制在20 min 內),重新(xin)將線圈吊入爐內,隨爐緩慢降(jiang)溫。
6 結束語
全真(zhen)空(kong)澆注的(de)優點(dian)是配料的(de)全過程(cheng)都處于(yu)真(zhen)空(kong)狀態, 可以有效(xiao)地把環氧樹脂(zhi)混合(he)料中(zhong)的(de)空(kong)氣(qi)抽出來,減(jian)少配料中(zhong)的(de)氣(qi)泡。
在掌握(wo)澆(jiao)注(zhu)工藝的技術上,對不同(tong)的產(chan)品和(he)原材料進行工藝上的改進,以使(shi)得澆(jiao)注(zhu)出來的環氧(yang)樹脂產(chan)品,外 觀美觀,性(xing)能優越,使(shi)干式變壓器整體產(chan)品性(xing)能達到客戶的需(xu)求。