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FRP玻璃鋼復(fù)合材料論壇

標(biāo)題: 焊接變壓器環(huán)氧全密封絕緣結(jié)構(gòu)探討 [打印本頁(yè)]
作者: 知識(shí)達(dá)人    時(shí)間: 2010-9-13 10:24
標(biāo)題: 焊接變壓器環(huán)氧全密封絕緣結(jié)構(gòu)探討
一、概述
    變壓器采用環(huán)氧樹脂全密封或線圈全密封絕緣結(jié)構(gòu)，在國(guó)外和國(guó)內(nèi)已很普遍。由于環(huán)氧樹脂通過添加劑、填料等的改性，機(jī)械、電氣性能優(yōu)越，其積極作用已被工們逐漸認(rèn)識(shí)，因而它的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。對(duì)變壓器而言，低電壓、高電壓、大電流低電壓的種類不同，使用條件不一樣，它對(duì)環(huán)氧樹脂固化物的某些性能要求亦不一樣。我廠生產(chǎn)的電焊機(jī)，其焊接變壓器屬大電流低電壓類型。該變壓器特點(diǎn)是工作呈頻繁的通、斷狀態(tài)，因而整個(gè)變壓器的環(huán)氧包封層將形成一個(gè)沖擊和疲勞的考核。因此，對(duì)環(huán)氧包封層的韌性和熱態(tài)時(shí)的強(qiáng)度要求顯然就高些。不然環(huán)氧包封層就可能由于承受不了變壓器工作狀態(tài)下的電磁震動(dòng)而開裂。


    二、焊接變壓器環(huán)氧包封層開裂原因分析
    過去，焊接變壓器環(huán)氧包封層常有開裂現(xiàn)象產(chǎn)生。通過解剖觀察、配方性能分析，歸納以下兩大因素：
    1、線圈整體絕緣：
    我廠過去采用初、次級(jí)間墊絕緣紙(云母或DMD)代替單獨(dú)的次級(jí)絕緣，然后環(huán)氧澆注全密封。由于環(huán)氧層開裂，從環(huán)氧澆注角度分析，則有其不合理處。首先從襯墊絕緣紙來看，它襯墊時(shí)周圍必須比線圈高。(圖略)。
    從結(jié)構(gòu)圖看，變壓器內(nèi)絕緣對(duì)環(huán)氧澆注件而言，絕緣紙?jiān)诰€圈周圍形成了若干層刀切面。且襯墊與襯墊層之間形成了若干直角形，這些刀切面和直角對(duì)環(huán)氧澆注體是十分有害的，它們加劇了內(nèi)應(yīng)力的形成，對(duì)澆注體的開裂造成了潛伏危機(jī)。因此，這種絕緣結(jié)構(gòu)從環(huán)氧澆注角度看顯然是不合理的。

    2、改進(jìn)的總體絕緣結(jié)構(gòu)
    通過對(duì)結(jié)構(gòu)圖絕緣結(jié)構(gòu)的分析，擬定了一個(gè)適合于環(huán)氧澆注體現(xiàn)人絕緣的結(jié)構(gòu)(圖略)。根據(jù)國(guó)外如SCIAKY公司環(huán)氧澆注體絕緣結(jié)構(gòu)來看，一般均不采用襯墊絕緣作初次級(jí)間絕緣，即使采用亦只是局部作補(bǔ)償絕緣用。
    該絕緣結(jié)構(gòu)，采用次級(jí)以環(huán)氧彈性粉末熔敷任意厚度(根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn))。
    次級(jí)表面去除毛剌后以噴砂處理，表面形成粗糙的均勻平面，改善環(huán)氧粉末與次級(jí)的附著力。內(nèi)絕緣無刀切面及直角形，無形中減少了內(nèi)應(yīng)力形成的可能性。從環(huán)氧澆注角度看這是較理想的絕緣結(jié)構(gòu)之一。新結(jié)構(gòu)能大大減少環(huán)氧層開裂現(xiàn)象的發(fā)生。


    三、環(huán)氧混合料配方分析
    對(duì)于環(huán)氧混合料的選擇，在絕緣結(jié)構(gòu)較合理的情況下，它就是十分重要的因素之一。然而產(chǎn)品的絕緣等級(jí)、線圈的外形、大小、使用特定條件等都是配方選擇中不可忽略的因素，尤其產(chǎn)品使用條件更為重要。由于這些因素，環(huán)氧樹脂配方設(shè)計(jì)性能要求側(cè)重面不一樣。電焊機(jī)變壓器其使用特性：大電流、低電壓(次級(jí)通水冷卻結(jié)構(gòu))使用時(shí)變壓器連續(xù)處于通斷狀態(tài)，因而產(chǎn)生初次級(jí)間劇烈的電磁震動(dòng)；并同時(shí)發(fā)出較大的熱量。
    產(chǎn)品使用時(shí)的這兩種現(xiàn)象，前者以機(jī)械力作用在環(huán)氧包封層上，后者則以銅的膨脹作用在環(huán)氧包封層上。根據(jù)該種變壓器的使用特點(diǎn)，則要求配方設(shè)計(jì)著重于：
    (1)、良好的韌性：
    合理的調(diào)節(jié)環(huán)氧混合料的韌性是關(guān)鍵，選擇增韌劑除它的韌性好，還要具備熱態(tài)時(shí)性能穩(wěn)定，參予環(huán)氧反應(yīng)時(shí)的活性適中，且價(jià)格便宜等。目前國(guó)內(nèi)從以上四方面看較理想的增韌劑是溫州紅旗化工廠生產(chǎn)的HAS-1聚酐增韌固化劑。通過試驗(yàn)，批量投產(chǎn)及至目前我廠正常生產(chǎn)使用證明，該增韌固化劑性能較優(yōu)。具體性能見(表1)、(表2)。
表1 以HAS-1作固化劑的環(huán)氧固化物性能
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)
項(xiàng)目
數(shù)據(jù)
抗沖kg·cm/cm2
40.6
介電常數(shù)ε
2.99
抗彎kg·/cm2
963
熱失重200℃/200小時(shí)
1.91
EnP·kv/mm
33
冷熱沖擊:-30℃-100℃三個(gè)循環(huán)
(環(huán)氧線圈)環(huán)氧層不開裂
馬丁耐熱℃
<50
Pv·Ω·Cm
6.37×1016
冷凍試驗(yàn):-40℃/6小時(shí)
同上
介損tgδ
0.0056
冷凍試驗(yàn):-55℃/6小時(shí)
同上
    注：該配方諸性能都較理想，馬丁耐熱低是產(chǎn)品所要求的，這個(gè)性能即在熱態(tài)時(shí)環(huán)氧層呈熱彈性體。適合焊接變壓器的使用特點(diǎn)。
表2 熱老化后的機(jī)構(gòu)性能
項(xiàng)目
有填料
無填料
常溫
200℃
常溫
200℃
100小時(shí)
150小時(shí)
200小時(shí)
100小時(shí)
150小時(shí)
200小時(shí)
抗沖kg·cm/cm2
25
33.3
50
34.2
40.6
30.8
31.7
33.3
抗彎kg·/cm2
1380
800
830
890
963
960
970
960
    注：對(duì)表1的配方又做了200℃，200小時(shí)試樣的熱老化后的機(jī)械性能測(cè)試，從有填料一欄看，沖擊強(qiáng)度上升36.8%；無填料僅下降18%，因此該配方是理想的(按F級(jí)絕緣考核)。

    (2)、良好的冷熱沖擊性能及低溫冷凍性能：
    冷凍性能及冷熱沖擊性能的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品運(yùn)輸、貯存及使用壽命。由表1數(shù)據(jù)看，冷熱交變及冷凍考核性能均可。經(jīng)產(chǎn)品長(zhǎng)期使用考核已達(dá)預(yù)期目的。


    四、結(jié)束語(yǔ)
    根據(jù)不同產(chǎn)品、形狀、結(jié)構(gòu)等，以增韌劑、固化劑、促進(jìn)劑、填料以至環(huán)氧樹脂種類進(jìn)行比例適當(dāng)?shù)恼{(diào)整配方能得到理想的環(huán)氧固化物，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。就我廠的焊拉變壓器而言：變壓器的大小、外形結(jié)構(gòu)等參數(shù)不一樣，環(huán)氧澆注料的配比皆不一樣。
    由于我們的水平不高，工作尚不細(xì)致，存在許多錯(cuò)誤，請(qǐng)大家指教。
作者: yunwater2042    時(shí)間: 2011-8-22 21:31
放錯(cuò)地方咯，該移到其他分站~
作者: igqyxvegq    時(shí)間: 2011-12-26 14:21
標(biāo)題: 模具一掃，就進(jìn)電腦，不用人畫，輕松真好
umvcgd

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