創(chuàng )聯(lián)匯通環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器的繞組澆注工

1、概述

環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器由于具有難燃、安全、運轉可靠、保護便利、體積小等特色，已在城市的高層建筑和電站等場(chǎng)所得到廣泛的使用。近幾年來(lái)，我干式變壓器的生產(chǎn)有了較大的開(kāi)展，生產(chǎn)廠(chǎng)家由20世紀90年代初的七、八家敏捷增加到了近百家，生產(chǎn)能力也從 3000~4000MVA進(jìn)步到了20000MVA以上。產(chǎn)品的功能和外觀(guān)都有了較大的改進(jìn)。

環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器的繞組絕大多數是采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注成型（許多廠(chǎng)家的低壓繞組選用銅箔繞制）的，成型后繞組的內在功能也隨之確認，一旦成型后的繞組功能達不到規則的標準，就只好作廢。所以，為了保證繞組的澆注質(zhì)量，要求預澆注繞組的結構有必要可靠。一起，要求繞組澆注資料配方要合理，且澆注工藝要先進(jìn)。本文提出了無(wú)填料繞組澆注資料的挑選和配方規劃、工藝參數的挑選，以及澆注進(jìn)程中應留意的一些事項。

      2、環(huán)氧樹(shù)脂澆注工藝特色

環(huán)氧樹(shù)脂澆注工藝歸于模注成型技術(shù)，是干式變壓器中澆注繞組較為老練的一種工藝，世界許多家都已廣泛使用。其先要特色是：

（1）繞組被固定在金屬模內，注入的環(huán)氧樹(shù)脂混合料浸透至繞組各層間，將其固化成型，使之與導線(xiàn)、絕緣資料牢固地結合成一體，固化成型后的繞組具有極高的機械強度。

（2）由于繞組和樹(shù)脂混合料均在高真空狀態(tài)下脫氣，所以固化成型后，繞組的局部放電量（實(shí)測成果一般在 10pC以下）很低。

（3）在凝膠進(jìn)程中，保持必定的壓力，使補償罐內的樹(shù)脂流入模腔內，以補償因樹(shù)脂固化縮短引起的缺料，防止出現澆注缺點(diǎn)。

（4）在固化進(jìn)程中，選用階梯固化工藝，使繞組的內應力降到較低，防止繞組開(kāi)裂。

3、環(huán)氧樹(shù)脂澆注資料的挑選和配方規劃

3.1 環(huán)氧樹(shù)脂混合料的挑選

環(huán)氧樹(shù)脂混合料的挑選應從對產(chǎn)品的功能要求和澆注工藝性?xún)煞矫婕右钥紤]。

對于干式變壓器來(lái)講，由于繞組體積大，對電氣功能、機械強度要求高，所以，所選用的澆注資料有必要滿(mǎn)意變壓器的各方面功能要求，且絕緣等級一般要求到達 3 級以上。

就工藝性而言，先要是要求在必定的工藝條件下，混合料具有較高的流動(dòng)性、易浸性以及混合料的適用性，即在必定條件下可以操控混合料的澆注時(shí)刻。

現在，干式變壓器繞組澆注用的混合料（無(wú)填料型）的組分為：環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、增塑劑、促進(jìn)劑和色漿等資料。

3.1.1 環(huán)氧樹(shù)脂

澆注工藝中，可使用的環(huán)氧樹(shù)脂品種較多，但由于干式變壓器受技術(shù)條件和工藝條件的約束，因而對環(huán)氧樹(shù)脂的資料功能要求十分嚴厲。如要求有機氯和無(wú)機氯含量有必要低，由于在環(huán)氧樹(shù)脂中若有機氯含量較高，則會(huì )導致環(huán)氧樹(shù)脂固化物的電氣功能在高溫時(shí)下降；而在環(huán)氧樹(shù)脂中若存在無(wú)機氯，則會(huì )使環(huán)氧樹(shù)脂固化物的電氣功能在常溫下變差或使固化物開(kāi)裂。一起，由于環(huán)氧樹(shù)脂中存在氯離子等雜質(zhì)，促使環(huán)氧樹(shù)脂混合料在澆注進(jìn)程中凝膠時(shí)刻縮短，使澆注工藝無(wú)法順利進(jìn)行，導致混合料過(guò)早凝膠而作廢。

現在，用于澆注變壓器繞組的環(huán)氧樹(shù)脂基本上都是中粘度液態(tài)雙酚 ! 環(huán)氧樹(shù)脂。該樹(shù)脂無(wú)論是進(jìn)口的，還是內生產(chǎn)的，其功能基本相同，均為高純度環(huán)氧樹(shù)脂。

3.1.2 固化劑

在環(huán)氧樹(shù)脂混合猜中，由于環(huán)氧樹(shù)脂有必要與固化劑交聯(lián)固化構成不熔、不溶的體型網(wǎng)狀結構才干顯示出環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)秀的電氣功能和機械功能。所以，在環(huán)氧樹(shù)脂澆注進(jìn)程中，固化劑是必不可少的重要組分。

固化劑的品種及檔次直接關(guān)系到澆注固化系統的先要功能。由于固化劑中的雜質(zhì)、蒸發(fā)分及先要成分含量高低紛歧，不只會(huì )使澆注進(jìn)程發(fā)生異常情況，一起也會(huì )下降固化體的電氣功能和機械功能。所以，固化劑的挑選有必要慎重，一個(gè)品種確認之后，不宜輕易改動(dòng)。

為了滿(mǎn)意變壓器的功能要求，變壓器澆注繞組所選用的固化劑基本上都是在高溫下固化的。這是由于前期所選用的固化劑多為固態(tài)酸酐，如聚壬二酸酐，鄰苯二甲酸酐等。它們均有杰出的電氣功能和機械功能，且價(jià)格也較低。但由于澆注工藝性差，如進(jìn)步問(wèn)題、混合料溫度操控問(wèn)題、過(guò)濾器的阻塞問(wèn)題都難以解決，因而已被全液態(tài)高溫固化劑所取代。

現在，變壓器繞組澆注用的固化劑基本上都是異構化甲基四氫（或六氫）苯酐。這種固化劑粘度低，蒸發(fā)分低，澆注工藝性?xún)?yōu)秀，固化后的固化體電氣化功能和機械功能杰出。

3.1.3  增塑劑

在環(huán)氧樹(shù)脂混合料的配方中或多或少都要參加必定量的增塑劑，以改進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂固化體的脆性，防止固化體出現開(kāi)裂，滿(mǎn)意產(chǎn)品的功能要求。但是增加的份量不宜過(guò)多，由于在混合猜中，跟著(zhù)增塑劑的增多，環(huán)氧樹(shù)脂固化體的熱變形溫度逐步下降，電氣功能也隨之下降。所以，在環(huán)氧樹(shù)脂混合猜中，增塑劑的份量應加以操控。

適用于干式變壓器繞組澆注用的增塑劑有必要是在高溫條件下功能安穩的資料，并且本身的粘度要小，有利于滋潤、擴散和吸附?，F在，變壓器繞組澆注用的增塑劑先要有兩大類(lèi)：一類(lèi)為側鏈型環(huán)氧樹(shù)脂；另一類(lèi)為多元醇化合物。

3.1.4 促進(jìn)劑

在環(huán)氧樹(shù)脂混合猜中，促進(jìn)劑的先要作用是加速交聯(lián)固化反響，調節凝膠時(shí)刻，使之滿(mǎn)意澆注工藝的要求。一起，它還具有下降混合料固化溫度的作用，從而起到下降固化物的縮短量，防止澆注固化體發(fā)生龜裂。

在高溫固化的混合料配方中，促進(jìn)劑的用量一般不應超越0.5%，特別是象澆注變壓器繞組這樣大型澆注件，更需嚴厲操控。由于這種澆注件所使用的混合料一次投料較多，一旦促進(jìn)劑過(guò)量，將使混合料很快凝膠固化而作廢。別的，即便澆注能順利進(jìn)行，也將使環(huán)氧樹(shù)脂固化體在固化進(jìn)程中，過(guò)早地凝膠導致反響時(shí)大分子不能持續延伸而斷裂，構成固化體的開(kāi)裂。

3.1.5 色漿

在環(huán)氧樹(shù)脂混合料參加少量色漿，其意圖是使澆注體上色以取得所需要的顏色。

環(huán)氧樹(shù)脂混合料的色漿有必要具備下列條件：著(zhù)色力強，即增加少量色漿就能到達染色的效果；在環(huán)氧樹(shù)脂中具有杰出的分散性；優(yōu)秀的耐熱性，對于F級干式變壓器來(lái)講，應在155攝氏度下不分化、不褪色；具有杰出的電氣功能，即參加色漿后不影響環(huán)氧樹(shù)脂固化體的電氣功能和其他綜合功能。

3.2 環(huán)氧樹(shù)脂澆注資料的配方規劃

環(huán)氧樹(shù)脂澆注料的配方規劃是整個(gè)澆注工藝的關(guān)鍵。對配方規劃著(zhù)重考慮被澆注產(chǎn)品的功能要求和澆注進(jìn)程中的工藝要求。

3.2.1 澆注品的功能要求

對于干式變壓器來(lái)講，要求澆注繞組有優(yōu)秀的電氣功能，到達相應的絕緣等級（內一般要求到達F級），有優(yōu)秀的機械功能。一起要求澆注繞組有相當好的耐性和剛性，以保證變壓器長(cháng)時(shí)刻運轉中澆注繞組不開(kāi)裂、不脫層。澆注品要滿(mǎn)意上述功能，一般都要挑選高溫固化的環(huán)氧樹(shù)脂混合料。

3.2.2 澆注工藝方面的要求

對環(huán)氧樹(shù)脂混合料的配方規劃還有必要滿(mǎn)意工藝方面的要求，先要考慮混合料的粘度和凝膠時(shí)刻。對同樣都符合產(chǎn)品功能要求的環(huán)氧樹(shù)脂混合料，應挑選粘度較低的配方。由于粘度低的混合料便于真空脫氣，并且流動(dòng)性好，對澆注件的浸透性也好。

凝膠時(shí)刻是環(huán)氧樹(shù)脂澆注工藝中極其重要的工藝參數。凝膠時(shí)刻太短，有可能構成混合料未澆注，即凝膠固化而無(wú)法進(jìn)行澆注，從而構成嚴重的后果。但凝膠時(shí)刻也不宜過(guò)長(cháng)，不然會(huì )給批量生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。所以混合料的凝膠時(shí)刻有必要操控在適當的范圍之內。從實(shí)際操作情況來(lái)看，干式變壓器繞組澆注工藝一般要求凝膠時(shí)刻在3~5h之間較適宜。

4 繞組澆注進(jìn)程中應留意的幾個(gè)問(wèn)題

4.1 澆注料的制造

應根據工藝配方制造澆注料，在制造時(shí)應精確操控各組分的參加量，尤其是促進(jìn)劑，盡管其參加量所占份額很小，但對固化反響影響極大。促進(jìn)劑的參加量與繞組的結構、體積有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，體積小的繞組，促進(jìn)劑的參加量可以多一些，反之應少一些。參加的份額應通過(guò)試驗加以確認。

4.2 澆注溫度的操控

應根據澆注資料的功能確認真空澆注溫度，該

溫度既要保證澆注資料有較低的粘度，使其流動(dòng)性好，便于真空脫氣和在較短時(shí)刻內浸透被澆注件，又有必要保證澆注資料的使用周期。如某環(huán)氧樹(shù)脂混合料參加促進(jìn)劑后在80攝氏度時(shí)即可固化，在選用這種組分的環(huán)氧樹(shù)脂混合料時(shí)，其澆注溫度就不能超越80攝氏度。在實(shí)際使用中，一般將澆注溫度操控在60-70攝氏度之間較適宜。

4.3 真空度的操控

澆注進(jìn)程中，真空度對消除混合猜中的氣體和澆注品的質(zhì)量有直接影響。若真空度低，則應延伸脫氣時(shí)刻，但并不是真空度越高越好，由于它受澆注資料的飽滿(mǎn)蒸汽壓所約束。假如真空度超越資料的飽滿(mǎn)蒸汽壓，就會(huì )導致資料的蒸發(fā)，引起混合料配比的變化，澆注品的質(zhì)量就無(wú)法保證，甚至作廢。所以，只有真空度比混合猜中較高組分的飽滿(mǎn)蒸汽壓低，才干保證混合料的配比是安穩的。

4.4 固化時(shí)刻和固化溫度的操控

繞組澆注結束，有必要進(jìn)行固化處理。對于固化的工藝參數和進(jìn)程，各廠(chǎng)都有自己的特色。但根據環(huán)氧樹(shù)脂的固化反響特色和對繞組電氣功能的要求，一般都采取兩步法固化工藝，即較低溫度下的前固化和較高溫度下的后固化。選用METHA作固化劑的前固化時(shí)刻一般為3-5h，溫度操控在 90-110攝氏度之間。這時(shí)候的固化進(jìn)程是混合料的液體狀態(tài)向固體狀態(tài)轉化進(jìn)程。前固化后的環(huán)氧樹(shù)脂呈彈性體，便于脫模。脫模后，澆注繞組有必要進(jìn)行后固化處理。其意圖是使環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)一步發(fā)生交聯(lián)固化，使環(huán)氧樹(shù)脂較終構成不熔、不溶的固體。為了取得較佳的電氣功能和機械功能，這個(gè)階段的固化應選用階梯固化工藝，階梯的級數和溫度梯度可根據工件的巨細來(lái)確認。升溫速率一般操控在每小時(shí)25攝氏度以下，這樣可以防止因升溫速度過(guò)快，固化反響劇烈而構成應力會(huì )集。

5 結束語(yǔ)

?多年來(lái)，內已在環(huán)氧樹(shù)脂澆注工藝方面做了大量研究工作，并積累了豐富的制造經(jīng)驗，該技術(shù)已得到了廣泛的使用。跟著(zhù)干式變壓器結構的改進(jìn)和對功能要求的進(jìn)步，對環(huán)氧樹(shù)脂及其輔料的技術(shù)指標要求也隨之進(jìn)步，對澆注工藝也提出了更高要求。

為了滿(mǎn)意干式變壓器的電氣和機械功能要求，除了合理規劃環(huán)氧樹(shù)脂混合料的配方外，還有必要有可行的澆注工藝及合理的工藝參數。這樣才干保證澆注品的優(yōu)秀功能，而這一范疇的許多工作還有待于咱們進(jìn)一步的探究和研究，以不斷進(jìn)步澆注工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量。