Anwendung von Epoxidharzisolatoren in Energieanlagen
In den letzten Jahren wurden Isolatoren mit Epoxidharz als Dielektrikum in großem Umfang in der Energiewirtschaft eingesetzt, beispielsweise als Durchführungen, Stützisolatoren, Kontaktkästen, Isolierzylinder und Pole aus Epoxidharz an Dreiphasen-Wechselstrom-Hochspannungsschaltanlagen. Lassen Sie uns über einige meiner persönlichen Ansichten zu Säulen usw. sprechen, die auf den Isolationsproblemen basieren, die bei der Anwendung dieser Epoxidharz-Isolierteile auftreten.
1. Herstellung einer Epoxidharzisolierung
Epoxidharzmaterialien weisen gegenüber organischen Isoliermaterialien eine Reihe herausragender Vorteile auf, wie z. B. hohe Kohäsion, starke Haftung, gute Flexibilität, hervorragende thermische Härtungseigenschaften und stabile chemische Korrosionsbeständigkeit. Herstellungsverfahren für Sauerstoff-Druckgel (APG-Verfahren), Vakuumgießen in verschiedene feste Materialien. Die hergestellten Epoxidharz-Isolierteile haben die Vorteile einer hohen mechanischen Festigkeit, einer starken Lichtbogenbeständigkeit, einer hohen Kompaktheit, einer glatten Oberfläche, einer guten Kältebeständigkeit, einer guten Wärmebeständigkeit, einer guten elektrischen Isolationsleistung usw. Sie sind in der Industrie weit verbreitet und spielen hauptsächlich eine Rolle Rolle der Unterstützung und Isolierung. Die physikalischen, mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften der Epoxidharzisolierung für 3,6 bis 40,5 kV sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Epoxidharze werden zusammen mit Additiven verwendet, um einen Anwendungswert zu erzielen. Zusatzstoffe können je nach Verwendungszweck ausgewählt werden. Zu den häufig verwendeten Zusatzstoffen gehören die folgenden Kategorien: ① Härter. ② Modifikator. ③ Füllung. ④ dünner. ⑤Andere. Darunter ist der Härter ein unverzichtbarer Zusatzstoff, egal ob er als Klebstoff, Beschichtung oder Gießmasse verwendet wird, er muss zugesetzt werden, sonst kann das Epoxidharz nicht ausgehärtet werden. Aufgrund unterschiedlicher Verwendungszwecke, Eigenschaften und Anforderungen bestehen auch unterschiedliche Anforderungen an Epoxidharze und Additive wie Härter, Modifikatoren, Füllstoffe und Verdünnungsmittel.
Im Herstellungsprozess von Isolierteilen haben die Qualität der Rohstoffe wie Epoxidharz, der Form, der Gussform, der Heiztemperatur, des Gießdrucks und der Aushärtezeit einen großen Einfluss auf die Qualität des fertigen Isolierprodukts Teile. Daher verfügt der Hersteller über einen standardisierten Prozess. Verfahren zur Sicherstellung der Qualitätskontrolle von Isolierteilen.
2. Abbaumechanismus und Optimierungsschema der Epoxidharzisolierung
Epoxidharzisolierung ist ein festes Medium und die Durchschlagsfeldstärke von Feststoffen ist höher als die von flüssigen und gasförmigen Medien. feste mittlere Aufschlüsselung
Charakteristisch ist, dass die Durchschlagsfeldstärke einen großen Zusammenhang mit der Zeit der Spannungseinwirkung hat. Im Allgemeinen handelt es sich bei einem Zusammenbruch der Einwirkungszeit t Der sogenannte feststoffdichte Pol bezieht sich auf ein unabhängiges Bauteil, das aus einer Vakuumschaltröhre und/oder einer leitenden Verbindung und seinen Anschlüssen besteht, die mit einem festen Isoliermaterial verpackt sind. Da es sich bei den festen Isoliermaterialien hauptsächlich um Epoxidharz, Power-Silikonkautschuk und Klebstoff usw. handelt, wird die Außenfläche des Vakuum-Unterbrechers entsprechend dem Feststoffversiegelungsprozess wiederum von unten nach oben gekapselt. An der Peripherie des Hauptstromkreises wird ein Pol gebildet. Im Produktionsprozess sollte der Pol sicherstellen, dass die Leistung der Vakuumschaltröhre nicht beeinträchtigt wird oder verloren geht, und seine Oberfläche sollte flach und glatt sein und es dürfen keine Lockerheiten, Verunreinigungen, Blasen oder Poren vorhanden sein, die die elektrischen und mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen , und es sollten keine Mängel wie Risse vorhanden sein. . Dennoch ist die Ausschussrate von 40,5-kV-Produkten mit fest abgedichteten Masten immer noch relativ hoch, und der durch die Beschädigung des Vakuumunterbrechers verursachte Verlust bereitet vielen Produktionseinheiten Kopfzerbrechen. Der Grund dafür ist, dass die Ausschussrate hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass der Mast die Isolationsanforderungen nicht erfüllen kann. Beispielsweise kommt es beim Isolationstest mit einer Spannungsfestigkeit von 95 kV und einer Minute bei Netzfrequenz während des Tests zu einem Entladungsgeräusch oder einem Durchschlagsphänomen innerhalb der Isolierung.
Aus dem Prinzip der Hochspannungsisolierung wissen wir, dass der elektrische Durchschlagsprozess eines festen Mediums dem eines Gases ähnelt. Die Elektronenlawine entsteht durch Stoßionisation. Wenn die Elektronenlawine stark genug ist, wird die dielektrische Gitterstruktur zerstört und der Durchschlag verursacht. Bei mehreren Isoliermaterialien, die im fest abgedichteten Pol verwendet werden, ist die höchste Spannung, der die Einheitsdicke vor dem Durchschlag standhalten kann, d. h. die inhärente Durchschlagsfeldstärke, relativ hoch, insbesondere der Eb von Epoxidharz ≈ 20 kV/mm. Die Gleichmäßigkeit des elektrischen Feldes hat jedoch großen Einfluss auf die Isoliereigenschaften des festen Mediums. Wenn im Inneren ein übermäßig starkes elektrisches Feld herrscht, werden sowohl die Spannungsfestigkeitsprüfung als auch die Teilentladungsprüfung beim Verlassen des Werks bestanden, auch wenn das Isoliermaterial über eine ausreichende Dicke und einen ausreichenden Isolationsspielraum verfügt. Nach einer gewissen Betriebszeit kann es immer noch häufig zu Isolationsausfällen kommen. Die Wirkung des lokalen elektrischen Feldes ist zu stark, genau wie beim Zerreißen von Papier. Die übermäßig konzentrierte Spannung wird nacheinander auf jeden Aktionspunkt ausgeübt, und das Ergebnis ist, dass die Kraft, die weit unter der Zugfestigkeit des Papiers liegt, das gesamte Papier zerreißen kann Papier. Wenn in der organischen Isolierung ein lokal zu starkes elektrisches Feld auf das Isoliermaterial einwirkt, kommt es zu einem „Kegellocheffekt“, sodass das Isoliermaterial nach und nach abgebaut wird. Allerdings konnte diese versteckte Gefahr in der Anfangsphase nicht nur durch herkömmliche Netzfrequenz-Stehspannungs- und Teilentladungstests nicht erkannt werden, es gibt auch keine Erkennungsmethode, um sie zu erkennen, und sie kann nur durch den Herstellungsprozess gewährleistet werden. Daher müssen die Kanten der oberen und unteren Abgangsleitungen des fest abgedichteten Pols in einem Kreisbogen übergehen und der Radius sollte so groß wie möglich sein, um die elektrische Feldverteilung zu optimieren. Während des Produktionsprozesses des Pols kann bei festen Medien wie Epoxidharz und Power-Silikonkautschuk aufgrund der kumulativen Wirkung der Flächen- oder Volumendifferenz auf den Durchschlag die Durchschlagsfeldstärke unterschiedlich sein und das Durchschlagsfeld groß sein Fläche oder Volumen können unterschiedlich sein. Daher muss das feste Medium wie Epoxidharz vor der Einkapselung und Aushärtung durch Mischgeräte gleichmäßig gemischt werden, um die Streuung der Feldstärke zu kontrollieren.
Da es sich bei dem festen Medium um eine nicht selbstheilende Isolierung handelt, wird der Pol gleichzeitig mehreren Prüfspannungen ausgesetzt. Wenn das feste Medium unter jeder Prüfspannung, unter der kumulativen Wirkung und mehreren Prüfspannungen teilweise beschädigt wird, wird sich dieser Teilschaden ausweiten und schließlich zum Poldurchschlag führen. Daher sollte der Isolationsspielraum des Pols größer ausgelegt werden, um eine Beschädigung des Pols durch die angegebene Prüfspannung zu vermeiden.
Darüber hinaus sind die Luftspalte, die durch die schlechte Haftung verschiedener fester Medien in der Polsäule oder die Luftblasen im festen Medium selbst entstehen, unter Einwirkung der Spannung größer als der Luftspalt im Feststoff Medium aufgrund der höheren Feldstärke im Luftspalt bzw. der Blase. Oder die Durchschlagsfeldstärke von Blasen ist viel geringer als die von Feststoffen. Daher kommt es zu Teilentladungen in den Blasen im festen Medium des Pols oder zu Durchschlagsentladungen in den Luftspalten. Um dieses Isolationsproblem zu lösen, ist es offensichtlich, die Bildung von Luftspalten oder Blasen zu verhindern: ① Die Klebefläche kann als gleichmäßige matte Oberfläche (Oberfläche des Vakuumunterbrechers) oder als Vertiefungsoberfläche (Oberfläche aus Silikonkautschuk) behandelt und verwendet werden einen angemessenen Klebstoff, um die Klebefläche effektiv zu verkleben. ②Ausgezeichnete Rohstoffe und Gießgeräte können verwendet werden, um die Isolierung des festen Mediums sicherzustellen.
3 Prüfung der Epoxidharzisolierung
Im Allgemeinen sind die obligatorischen Typprüfungsaufgaben, die für isolierende Teile aus Epoxidharz durchgeführt werden sollten:
1) Aussehens- oder Röntgenprüfung, Größenprüfung.
2) Umwelttests wie Kälte- und Wärmezyklustests, mechanische Vibrationstests und mechanische Festigkeitstests usw.
3) Isolationstest, wie z. B. Teilentladungstest, Netzfrequenz-Spannungstest usw.
4. Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir heute, da Epoxidharz-Isolierung weit verbreitet ist, die Eigenschaften der Epoxidharz-Isolierung unter den Gesichtspunkten des Herstellungsprozesses von Epoxidharz-Isolierungsteilen und des Designs zur Optimierung des elektrischen Feldes in Energiegeräten genau anwenden sollten, um Epoxidharz-Isolierungsteile herzustellen. Die Anwendung in Kraftgeräten ist perfekter.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Januar 2022