Aplicación de aisladores de resina epoxi en equipos eléctricos

Aplicación de aisladores de resina epoxi en equipos eléctricos

En los últimos años, los aisladores con resina epoxi como dieléctrico se han utilizado ampliamente en la industria eléctrica, como casquillos, aisladores de soporte, cajas de contactos, cilindros aislantes y postes fabricados de resina epoxi en aparamentas trifásicas de alta tensión de CA. Columnas, etc., hablemos de algunas de mis opiniones personales basadas en los problemas de aislamiento que se producen durante la aplicación de estas piezas aislantes de resina epoxi.

1. Producción de aislamiento de resina epoxi.
Los materiales de resina epoxi tienen una serie de ventajas sobresalientes en materiales aislantes orgánicos, como alta cohesión, fuerte adhesión, buena flexibilidad, excelentes propiedades de curado térmico y resistencia estable a la corrosión química. Proceso de fabricación de gel a presión de oxígeno (proceso APG), fundición al vacío en diversos materiales sólidos. Las piezas aislantes de resina epoxi fabricadas tienen las ventajas de alta resistencia mecánica, fuerte resistencia al arco, alta compacidad, superficie lisa, buena resistencia al frío, buena resistencia al calor, buen rendimiento de aislamiento eléctrico, etc. Se usa ampliamente en la industria y desempeña principalmente el papel de Función de soporte y aislamiento. Las propiedades físicas, mecánicas, eléctricas y térmicas del aislamiento de resina epoxi de 3,6 a 40,5 kV se muestran en la siguiente tabla.
Las resinas epoxi se utilizan junto con aditivos para obtener valor de aplicación. Los aditivos se pueden seleccionar según diferentes propósitos. Los aditivos comúnmente utilizados incluyen las siguientes categorías: ① agente de curado. ② modificador. ③ Relleno. ④ más delgado. ⑤Otros. Entre ellos, el agente de curado es un aditivo indispensable, ya sea que se use como adhesivo, recubrimiento o moldeable, es necesario agregarlo; de lo contrario, la resina epoxi no se puede curar. Debido a los diferentes usos, propiedades y requisitos, también existen diferentes requisitos para las resinas epoxi y aditivos como agentes de curado, modificadores, cargas y diluyentes.
En el proceso de fabricación de piezas aislantes, la calidad de las materias primas como la resina epoxi, el molde, el molde, la temperatura de calentamiento, la presión de vertido y el tiempo de curado tienen un gran impacto en la calidad del producto terminado del aislante. partes. Por ello, el fabricante cuenta con un proceso estandarizado. Proceso para asegurar el control de calidad de piezas aislantes.

2. Mecanismo de avería y esquema de optimización del aislamiento de resina epoxi.
El aislamiento de resina epoxi es un medio sólido y la intensidad del campo de ruptura del sólido es mayor que la del medio líquido y gaseoso. descomposición del medio sólido
La característica es que la intensidad del campo de ruptura tiene una gran relación con el tiempo de acción del voltaje. En términos generales, la ruptura del tiempo de acción t El llamado polo sólido sellado se refiere a un componente independiente compuesto por un interruptor en vacío y/o una conexión conductora y sus terminales empacados con un material aislante sólido. Dado que sus materiales aislantes sólidos son principalmente resina epoxi, caucho de silicona potente y adhesivo, etc., la superficie exterior del interruptor de vacío se encapsula a su vez de abajo hacia arriba de acuerdo con el proceso de sellado sólido. Se forma un polo en la periferia del circuito principal. En el proceso de producción, el poste debe garantizar que el rendimiento del interruptor de vacío no se reduzca ni se pierda, y su superficie debe ser plana y lisa, y no debe haber holguras, impurezas, burbujas o poros que reduzcan las propiedades eléctricas y mecánicas. , y no debe haber defectos como grietas. . A pesar de esto, la tasa de rechazo de los productos de polos sellados sólidos de 40,5 kV sigue siendo relativamente alta y la pérdida causada por el daño del interruptor de vacío es un dolor de cabeza para muchas unidades de fabricación. La razón es que la tasa de rechazo se debe principalmente al hecho de que el poste no puede cumplir con los requisitos de aislamiento. Por ejemplo, en la prueba de aislamiento de tensión soportada de frecuencia industrial de 95 kV, 1 min, se produce un sonido de descarga o un fenómeno de rotura dentro del aislamiento durante la prueba.
Por el principio de aislamiento de alta tensión, sabemos que el proceso de ruptura eléctrica de un medio sólido es similar al de un gas. La avalancha de electrones se forma por ionización por impacto. Cuando la avalancha de electrones es lo suficientemente fuerte, la estructura de la red dieléctrica se destruye y se produce la ruptura. Para varios materiales aislantes utilizados en el poste sólido sellado, el voltaje más alto que el espesor de la unidad puede soportar antes de la ruptura, es decir, la intensidad del campo de ruptura inherente, es relativamente alta, especialmente el Eb de la resina epoxi ≈ 20 kV/mm. Sin embargo, la uniformidad del campo eléctrico tiene una gran influencia en las propiedades aislantes del medio sólido. Si hay un campo eléctrico excesivamente fuerte en el interior, incluso si el material aislante tiene suficiente espesor y margen de aislamiento, tanto la prueba de tensión soportada como la prueba de descarga parcial se pasan al salir de fábrica. Después de un período de funcionamiento, es posible que aún se produzcan fallos de aislamiento con frecuencia. El efecto del campo eléctrico local es demasiado fuerte, al igual que al rasgar un papel, la tensión excesivamente concentrada se aplicará a cada punto de acción por turno, y el resultado es que una fuerza mucho menor que la resistencia a la tracción del papel puede romper todo. papel. Cuando un campo eléctrico localmente demasiado fuerte actúa sobre el material aislante del aislamiento orgánico, se produce un efecto de "agujero cónico", de modo que el material aislante se descompone gradualmente. Sin embargo, en la etapa inicial, no solo las pruebas convencionales de tensión soportada a frecuencia industrial y descarga parcial no pudieron detectar este peligro oculto, sino que tampoco existe ningún método de detección para detectarlo, y solo puede garantizarse mediante el proceso de fabricación. Por lo tanto, los bordes de las líneas salientes superior e inferior del polo sellado sólido deben tener una transición en un arco circular y el radio debe ser lo más grande posible para optimizar la distribución del campo eléctrico. Durante el proceso de producción del poste, para medios sólidos como resina epoxi y caucho de silicona potente, debido al efecto acumulativo de la diferencia de área o volumen en la descomposición, la intensidad del campo de descomposición puede ser diferente y el campo de descomposición de un gran El área o el volumen pueden ser diferentes. Por lo tanto, el medio sólido, como la resina epoxi, debe mezclarse uniformemente mediante un equipo de mezcla antes de la encapsulación y el curado, para controlar la dispersión de la intensidad del campo.
Al mismo tiempo, dado que el medio sólido es un aislamiento sin autorrecuperación, el poste se somete a múltiples voltajes de prueba. Si el medio sólido se daña parcialmente bajo cada voltaje de prueba, bajo el efecto acumulativo y múltiples voltajes de prueba, este daño parcial se expandirá y eventualmente conducirá a la ruptura de los polos. Por lo tanto, el margen de aislamiento del poste debe diseñarse para que sea mayor para evitar daños al poste por el voltaje de prueba especificado.
Además, los espacios de aire formados por la mala adhesión de varios medios sólidos en la columna polar o las burbujas de aire en el propio medio sólido, bajo la acción del voltaje, el espacio de aire o el espacio de aire es mayor que el del sólido. medio debido a la mayor intensidad de campo en el espacio de aire o burbuja. O la intensidad del campo de descomposición de las burbujas es mucho menor que la de los sólidos. Por tanto, se producirán descargas parciales en las burbujas del medio sólido del polo o descargas de rotura en los entrehierros. Para resolver este problema de aislamiento, es obvio evitar la formación de espacios de aire o burbujas: ① La superficie de unión se puede tratar como una superficie mate uniforme (superficie del interruptor de vacío) o una superficie de hoyo (superficie de caucho de silicona), y use un adhesivo razonable para unir eficazmente la superficie de unión. ②Se pueden utilizar excelentes materias primas y equipos de vertido para garantizar el aislamiento del medio sólido.

3 Prueba de aislamiento de resina epoxi.
En general, los elementos de prueba de tipo obligatorios que se deben realizar para piezas aislantes fabricadas con resina epoxi son:
1) Inspección de apariencia o rayos X, inspección de tamaño.
2) Prueba ambiental, como prueba de ciclo de frío y calor, prueba de vibración mecánica y prueba de resistencia mecánica, etc.
3) Prueba de aislamiento, como prueba de descarga parcial, prueba de tensión soportada a frecuencia industrial, etc.

4. Conclusión
En resumen, hoy en día, cuando el aislamiento de resina epoxi se usa ampliamente, debemos aplicar con precisión las propiedades del aislamiento de resina epoxi desde los aspectos del proceso de fabricación de piezas de aislamiento de resina epoxi y el diseño de optimización del campo eléctrico en equipos de energía para fabricar piezas de aislamiento de resina epoxi. La aplicación en equipos eléctricos es más perfecta.