Применение изоляторов из эпоксидной смолы в энергетическом оборудовании

Применение изоляторов из эпоксидной смолы в энергетическом оборудовании

В последние годы в энергетике широкое применение получили изоляторы с эпоксидной смолой в качестве диэлектрика, такие как вводы, опорные изоляторы, контактные коробки, изолирующие цилиндры и опоры из эпоксидной смолы в распределительных устройствах высокого напряжения трехфазного переменного тока. Колонны и т. д., давайте поговорим о некоторых моих личных взглядах, основанных на проблемах с изоляцией, которые возникают во время применения этих изоляционных деталей из эпоксидной смолы.

1. Производство изоляции из эпоксидной смолы.
Эпоксидные смолы обладают рядом выдающихся преимуществ среди органических изоляционных материалов, таких как высокая когезия, сильная адгезия, хорошая гибкость, отличные свойства термического отверждения и стабильная стойкость к химической коррозии. Процесс производства кислородного геля под давлением (процесс APG), вакуумное литье в различные твердые материалы. Изоляционные детали из эпоксидной смолы обладают такими преимуществами, как высокая механическая прочность, сильная дугостойкость, высокая компактность, гладкая поверхность, хорошая морозостойкость, хорошая термостойкость, хорошие электроизоляционные характеристики и т. д. Они широко используются в промышленности и в основном играют роль роль поддержки и изоляции. Физические, механические, электрические и термические свойства изоляции из эпоксидной смолы на напряжение от 3,6 до 40,5 кВ приведены в таблице ниже.
Эпоксидные смолы используются вместе с добавками для достижения прикладной ценности. Добавки можно выбирать для разных целей. Обычно используемые добавки включают следующие категории: ① отвердитель. ② модификатор. ③ Заполнение. ④ тоньше. ⑤Другие. Среди них незаменимой добавкой является отвердитель: независимо от того, используется ли он в качестве клея, покрытия или заливочного материала, его необходимо добавлять, иначе эпоксидная смола не может быть отверждена. Из-за различий в использовании, свойствах и требованиях также существуют разные требования к эпоксидным смолам и добавкам, таким как отвердители, модификаторы, наполнители и разбавители.
В процессе производства изоляционных деталей качество сырья, такого как эпоксидная смола, пресс-форма, форма, температура нагрева, давление заливки и время отверждения оказывают большое влияние на качество готового продукта изоляционного материала. части. Поэтому у производителя есть стандартизированный процесс. Процесс обеспечения контроля качества изолирующих деталей.

2. Механизм разрушения и схема оптимизации изоляции из эпоксидной смолы.
Изоляция из эпоксидной смолы представляет собой твердую среду, и напряженность поля пробоя твердой среды выше, чем у жидкой и газовой среды. пробой твердой среды
Особенностью является то, что напряженность поля пробоя имеет большую связь со временем действия напряжения. Вообще говоря, пробой со временем действия t Так называемый изолированный полюс представляет собой независимый компонент, состоящий из вакуумного прерывателя и/или проводящего соединения и его клемм, упакованных в твердый изолирующий материал. Поскольку твердыми изоляционными материалами являются в основном эпоксидная смола, силиконовая резина, клей и т. д., внешняя поверхность вакуумной камеры герметизируется поочередно снизу вверх в соответствии с процессом твердой герметизации. Полюс формируется на периферии главной цепи. В процессе производства полюс должен гарантировать, что производительность вакуумного прерывателя не будет снижена или потеряна, а его поверхность должна быть плоской и гладкой, не должно быть рыхлости, примесей, пузырей или пор, которые ухудшают электрические и механические свойства. , и не должно быть никаких дефектов, таких как трещины. . Несмотря на это, процент брака изделий с цельногерметизированными полюсами на напряжение 40,5 кВ по-прежнему относительно высок, а потери, вызванные выходом из строя вакуумного прерывателя, являются головной болью для многих производств. Причина в том, что процент отказов в основном связан с тем, что опора не соответствует требованиям к изоляции. Например, при испытании изоляции выдерживаемым напряжением промышленной частоты 95 кВ в течение 1 мин во время испытания внутри изоляции слышен звук разряда или явление пробоя.
Из принципа высоковольтной изоляции мы знаем, что процесс электрического пробоя твердой среды аналогичен процессу электрического пробоя газа. Электронная лавина образуется за счет ударной ионизации. Когда электронная лавина достаточно сильна, структура диэлектрической решетки разрушается и происходит пробой. Для некоторых изоляционных материалов, используемых в герметичном полюсе, наибольшее напряжение, которое может выдержать единица толщины до пробоя, то есть собственная напряженность поля пробоя, относительно высока, особенно Eb эпоксидной смолы ≈ 20 кВ/мм. Однако однородность электрического поля оказывает большое влияние на изоляционные свойства твердой среды. Если внутри слишком сильное электрическое поле, даже если изоляционный материал имеет достаточную толщину и запас изоляции, при выходе с завода испытание на выдерживаемое напряжение и испытание на частичный разряд выдерживаются. По истечении определенного периода эксплуатации по-прежнему могут часто возникать нарушения изоляции. Эффект локального электрического поля слишком силен, как и при разрыве бумаги: чрезмерно концентрированное напряжение будет прикладываться к каждой точке действия по очереди, и в результате сила, намного меньшая, чем предел прочности бумаги, может разорвать всю бумагу. бумага. Когда локально слишком сильное электрическое поле воздействует на изоляционный материал в органической изоляции, оно создает эффект «конусного отверстия», в результате чего изоляционный материал постепенно разрушается. Однако на ранней стадии не только обычные испытания на выдерживаемое напряжение промышленной частоты и испытания на частичный разряд не могли обнаружить эту скрытую опасность, но также не было метода обнаружения, позволяющего ее обнаружить, и это может быть гарантировано только производственным процессом. Поэтому края верхней и нижней отходящих линий герметичного полюса должны переходить по дуге окружности, а радиус должен быть как можно большим для оптимизации распределения электрического поля. В процессе производства опоры для твердых сред, таких как эпоксидная смола и силиконовая резина, из-за совокупного влияния разницы в площади или объеме на пробой напряженность поля пробоя может быть разной, а поле пробоя может быть большим. площадь или объем могут быть разными. Поэтому твердая среда, такая как эпоксидная смола, должна быть равномерно перемешана с помощью смесительного оборудования перед инкапсуляцией и отверждением, чтобы контролировать дисперсию напряженности поля.
В то же время, поскольку твердая среда не является самовосстанавливающейся изоляцией, полюс подвергается многократному испытательному напряжению. Если твердая среда частично повреждается при каждом испытательном напряжении, под действием кумулятивного эффекта и нескольких испытательных напряжений, это частичное повреждение будет расширяться и в конечном итоге приведет к пробою полюса. Поэтому запас изоляции полюса должен быть больше, чтобы избежать повреждения полюса указанным испытательным напряжением.
Кроме того, воздушные зазоры, образующиеся из-за плохой адгезии различных твердых сред в полюсном столбе или пузырьков воздуха в самой твердой среде, под действием напряжения воздушный зазор или воздушный зазор выше, чем в твердой среде. среде из-за более высокой напряженности поля в воздушном зазоре или пузыре. Или напряженность поля пробоя пузырьков значительно ниже, чем у твердых тел. Поэтому будут иметь место частичные разряды в пузырьках в твердой среде полюса или пробойные разряды в воздушных зазорах. Очевидно, что для решения этой проблемы изоляции необходимо предотвратить образование воздушных зазоров или пузырьков: ① Склеиваемую поверхность можно рассматривать как однородную матовую поверхность (поверхность вакуумной камеры) или поверхность с ямками (поверхность из силиконовой резины), и использовать разумный клей для эффективного склеивания склеиваемой поверхности. ②Для обеспечения изоляции твердой среды можно использовать превосходное сырье и разливочное оборудование.

3 Испытание изоляции из эпоксидной смолы
В целом, обязательными типовыми испытаниями, которые следует выполнить для изолирующих деталей из эпоксидной смолы, являются:
1) Внешний вид или рентгеновский контроль, проверка размеров.
2) Экологические испытания, такие как испытание на холод и тепло, испытание на механическую вибрацию, испытание на механическую прочность и т. д.
3) Испытание изоляции, такое как испытание на частичный разряд, испытание на выдерживаемое напряжение промышленной частоты и т. д.

4. Вывод
Таким образом, сегодня, когда изоляция из эпоксидной смолы широко используется, мы должны точно применять изоляционные свойства эпоксидной смолы с точки зрения процесса производства изоляционных деталей из эпоксидной смолы и проектирования оптимизации электрического поля в энергетическом оборудовании для изготовления изоляционных деталей из эпоксидной смолы. Более совершенным является применение в энергетическом оборудовании.